2014年3月，西安交通大學(xué)機(jī)械制造系統(tǒng)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出了形狀記憶聚合物，它具有形狀記憶功能，只要通過調(diào)節(jié)環(huán)境溫度，其智

     能結(jié)構(gòu)就會隨著時(shí)間發(fā)生形狀或結(jié)構(gòu)的變化，從而能通過4D打印，把它用于微創(chuàng)手術(shù)器械多自由度操作臂的制造中。2015年4月，澳大利亞臥龍崗大學(xué)的科研人員開發(fā)出一款兼容4D打印的水凝膠，它材質(zhì)堅(jiān)硬而且能根據(jù)水溫不斷改變形狀，用它打印出的一個(gè)水閥，能根據(jù)水溫自動調(diào)節(jié)粗細(xì)來實(shí)時(shí)改變通水量，未來可能在城市水網(wǎng)改造、醫(yī)學(xué)器官再造和航天器等方面發(fā)揮作用。2015年10月，以色列耶路撒冷希伯來大學(xué)的研究人員，將4D打印引入到了柔性電子領(lǐng)域，同時(shí)還用一臺PLA 3D打印機(jī)，實(shí)現(xiàn)了對形狀記憶聚合物的打印，它能以比通常使用的3D打印機(jī)更高的分辨率打印出物體。2016年3月，德國汽車制造商寶馬公司嘗試將4D打印用于汽車零部件制造，打印車輪的一種柔性覆蓋板，它能根據(jù)環(huán)境調(diào)整大小，發(fā)揮了非常出色的空氣動力學(xué)性能。今年上半年，媒體還陸續(xù)報(bào)道了德國開發(fā)出了一款專門用于4D打印的打印機(jī)，澳大利亞、日本和歐洲一些國家也在商業(yè)性的4D打印機(jī)和智能復(fù)合材料方面取得了不同程度的進(jìn)展。

二、4D打印的主要問題

       根據(jù)發(fā)展現(xiàn)狀，總體分析看，4D打印迄今所取得的成果都比較初級，還存在很多問題需要解決，特別是在以下四個(gè)方面。

 首先，4D打印缺少合適的可編程或智能復(fù)合材料�，F(xiàn)在4D打印采用的材料還比較“生硬”，種類也太少，難以將設(shè)計(jì)、尤其是復(fù)雜一些的設(shè)計(jì)預(yù)先編程到打印過程中，因而最終折疊或扭曲成的物體形狀和功能都比較簡單，基本是字母型物體或是簡單幾何造型的物體，而且物體成形花費(fèi)時(shí)間較長，機(jī)械強(qiáng)度不夠，難以具備實(shí)用的一些功能。況且，4D打印的環(huán)境或刺激物（催化劑或能量）類型有限，材料大都只能在水和溫度的激勵(lì)下，由一種形狀變成另一種形狀，激勵(lì)類型不能滿足實(shí)際應(yīng)用需要。

 其次，4D打印編程設(shè)計(jì)難以適應(yīng)復(fù)雜的物體制造。目前的4D打印，其設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的大都是在結(jié)構(gòu)上不連貫的條狀物體，或者在結(jié)構(gòu)上看似分離的片狀物體，這樣的物體通過被水刺激后，依靠那些間斷處的折疊或扭曲，完成從一維到二維或者從兩維到三維的自我組裝。而且，編程設(shè)計(jì)主要是對結(jié)構(gòu)較為簡單的物體，只能讓物體完成一次自我制造，基本不能在設(shè)計(jì)時(shí)一次嵌入幾種造型，難以實(shí)現(xiàn)讓物體由一種形狀到另一種形狀后，還能在需要時(shí)再變到第三種形狀。

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