3D打印作为最有前途的技术之一，已经在生物医药、建筑等领域得到应用，这些领域都受益于3D打印技术。其实，3D技术如今已经不是什么新鲜事了。世界各地的工程师和研究人员都在尝试增加3D打印的维度。随着技术的发展，该行业开发了新的应用、新材料和新的3D打印机。随着这些技术的发展和成熟，4D打印技术已经成为现实。
什么是4D打印，它是如何工作的？
4D是3D技术的新突破。4D打印在3D技术的基础上增加了时间的变量。4D打印部件可以适应环境并与之互动。4D打印能够在温度、光线或其他环境刺激等外部能量的影响下，将自身转变为另一种结构。它允许对象在没有人为干预的情况下独立修改它们的形状。
借助这些可用功能，4D打印在某些情况下能够自行构建和修复。4D技术革命为医疗保健、土木工程、建筑等领域开辟了一个充满可能性的全新世界。创建的4D打印设备能够对环境变化做出反应和适应，例如温度、压力和湿度的变化。
4D打印技术的一些有前途的场景
(1)灵活的花瓣
佐治亚理工学院成功开发出一种花状结构，其3D打印花瓣可根据温度变化调整形状。研究人员使用张拉整体结构进行印刷，该结构基于在连续拉伸的网络中使用隔离的压缩组件。开发的印刷材料在65°C时与水发生反应，尽管经过按压仍能达到所需的状态。由于重量轻且耐用，系统可以拆卸或简化结构。
哈佛大学维斯生物工程研究所的研究人员正在开发一种名为水凝胶的特殊材料。这种花状结构会随着环境温度的变化而改变形状。4D花朵类似于花朵的微观结构，可以根据温度、湿度和其他影响改变形状。
（2）NASA网状钢结构 西班牙工程师RaulPulidoCasillas使用4D打印技术为NASA开发了一种金属网状结构。该结构由相互连接的钢丝制成，具有温度控制程序，可显着改善材料的性能。由于这种结构可以将外部的热量反射并保持在内部，因此可以用来制作宇航服或航天器上的涂层材料。
(3)会变形的衣服
由麻省理工学院助理教授SkylarTibbits开发的自组装打印实验室，研究4D打印技术的可能应用。Tibbits一直与Autodesk合作研究3D打印结构及其打印后的行为。该实验室开发的服装会根据天气或活动改变其结构。例如，当穿着普通鞋子的人开始跑步时，可以改变鞋子的形状以提供舒适和支撑。
(4)4D打印水阀
澳大利亚卧龙岗大学的一组研究人员使用印刷水凝胶墨水开发了一种4D打印水阀。水凝胶墨水的特性对高温反应迅速，其设计的水阀在注入热水时自动关闭，并在温度下降时逐渐打开阀门。
(5)生物医学中的血管支架
随着4D打印技术的发展，医学界将其用于生物医学目的。血管支架是采用4D打印技术为患者定制的医疗器械。当患者的心血管出现问题时，植入体内的血管支架会响应体温的变化并扩张。
4D打印是目前正在开发和研究的一项新技术，需要进一步发展才能广泛应用。尽管4D打印仍处于起步阶段，但随着这项技术的成熟和广泛应用，人类社会将受益匪浅，这将对传统制造业产生革命性的影响。
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