陳根:3D和4D,關鍵差異在哪?_風聞
陈根-知名科技作家为你解读科技与生活的方方面面。2021-10-19 11:13
文|陳根
在4D打印的道路上,科學研究的腳步不斷在向前邁進,可謂成果頗豐。源於國外的新型記憶材料,來自中國的液態金屬,共同填充並豐富着4D打印的材料基石。與此同時,與材料科技的發展相依相生的技術研發也在拓步向前。
當我們的設計師還在為新產品構建計算機模型,讓圖形渲染最大限度地趨向精緻與完美的時候,一個可以讓我們拿捏在手上任意把玩各個局部細節的3D模型,賦予了人類更大的信心將產品設計做到極致。
因為在計算機上看一個設計作品的時候,很多隱性的缺陷並不會那麼明顯表露出來;而當通過一個物理概念模型展現出來的時候,設計師可以真實地看到並觸摸到產品的方方位位,由此讓設計缺陷暴露無遺,無可遁逃。
**4D打印的關鍵不在打印機上,是通過軟件設計到打印模型中。基於此,設計的軟件毫無疑問地成為繼打印材料之後的一關鍵技術。**Autodesk公司的研發團隊為此專門設計一款新軟件Cyborg,主要是藉助於計算機模擬技術原理,根據自我組裝和可編程材料的原理進行模擬設計,以此幫助用户實現設計的優化和材料摺疊關係的處理。
4D打印神奇之處與3D打印截然不同,3D打印革新的關鍵是打印機技術以及材料,而4D打印革新的關鍵是模型設計或者説模型編程以及材料,而這兩者之間的材料卻不再一個層面。

可以説3D打印的邏輯是通過預先建模再通過打印機打印出最終的成品,而4D打印的邏輯則完全不同,其是把產品設計以及時間通過3D打印機嵌入可以變形的智能材料中,在特定的觸發介質下進行激活,所打印的模型或者材料就會進行自我組裝。
而這一過程一方面不需要藉助於人的進入而實現組裝,也無需人為干預。並且在打印模型的過程中也不需要植入電子元件或者機電設備,是一種純材料通過觸發實現的組我組裝、變形,最終搭建出用户原先設定的模型。
**也就是説4D打印出來的初級模型或許是一塊板,但藉助於特定介質的觸發,在特定的時間內可以自動、組我組裝成一張桌子或者一把椅子,**而這個過程不需要藉助於人工,也不需要藉助於任何的外部工具,完全由材料自身按照事先的設計進行自我組裝。而這正是4D打印顛覆了傳統的製造與商業,以及服務的魅力所在。