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事實揭露 揭密真相
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4D列印
4D列印照片來自

4D就是在長、寬、高之外,加入時間的維度,如果套用到列印技術,可以將列印出來的東西,依照預先設定的程序,隨時間而改變形狀。4D打印的概念,是2013年3月美國加州舉辦的「科技、娛樂、設計大會」(TED)上,由麻省理工學院建築系的Skylar Tibbits提出的一項新技術。3D打印需要掃描及建模,再使用物料打印出產品,4D打印則是使用智能材料自行創造,可簡化列印的過程。[1]4D打印主要是透軟體設定模形和時間,智能材料會在指定時間內完成所需的形狀,而4D不需要打印機器,可以直接讓材料快速成型。但4D打印技術尚停在階段,該技術只能針對小型材料進行列印,還無法大規模的應用。


4D列印的優勢,4D列印最顯而易見的優勢就是可以經由計算摺疊將比印表機大的物件一次整個印出,因為4D列印物件可以改變形狀,可以收縮及展開,所以比印表機大的物件可以壓縮並以第二型態進行3D列印。4D列印技術另一個優勢是使用獨特的應用材料,這對現今我們知道的材料具有革命性的影響。4D列印使用多種智慧材料,有些甚至是我們所無法想像的,例如多材料形狀記憶聚合物可以」記憶」形狀,因應環境的刺激可以隨時間主動轉換構形。

4D列印的潛在應用,4D列印在真實世界一項潛在的應用是管道系統的水管,它可以因應流率及用水需求而動態改變管徑,另外,當水管破裂或斷裂的時候,它也可以自動修復,因為它具有隨環境的改變而改變的能力。除此之外,想像一下自組裝傢俱。3D列印傢俱會受限於印表機尺寸,但4D列印可以只列印一張平板,在加水或照光之後就捲曲成一張椅子。4D列印甚至可以用在更大型的計畫,例如在極端環境(例如太空)中,它的應用前景就極為看好。目前太空中的3D列印遭遇了一些和成本、效率及能源消耗有關的問題,如果不用3D列印材料而改用4D列印材料,就可以充分利用它的可轉換形狀的優勢,例如它可以解決建造橋樑、庇護所或其他設施的問題,因為它可以自我積聚,並且被天候損壞時也可以自我修復。4D列印也可以應用在極小的物件,例如醫療領域的自行重組蛋白質即是一種具有自我摺疊能力的蛋白質。發明4D列印這個名詞也是此領域的先驅者Skylar Tibbits表示它就像機器人但沒有微處理器或馬達。以上這些潛在應用的未來發展似乎相當令人振奮且前景看好,目前針對3D列印材料性質所進行的研究可以提供疊加製造許多經驗值,當然對疊加製造的成長也貢獻匪淺。[2]即使4D列印現在只處於嬰兒期,我們等不及想要知道它將如何影響疊加製造的未來,就像3D列印顛覆了傳統製造一般。


影片

列印新4代 4D列印新時代來臨!?


參考資料

  1. 4D列印4D打印01.03.2021 MoneyDJ理財網
  2. 4D列印:一種來自未來的科技03.20.2018 azybone1960