3D打印技术又称什么制造技(每日一问37：什么是4D打印)

导读

目前，3D打印技术方兴未艾，在模具制造，产品设计，生物医疗等诸多领域产生了巨大的经济效益。如果说3D打印是“聚沙成塔”，将离散的材料借助计算机辅助设计连接成具有特定形状和功能的整体；那么，通过引入具有特定性质的材料进行增材制造，则有可能为具有精巧结构的部件赋予随时间变形的能力，使它们变得“能屈能伸”，这就是以时间为第四维度的4D打印技术。本文将从发展背景和基本原理方面对4D打印的概念和分类做简单介绍，并对其应用前景做简单讨论。

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作者简介

赵若时，清华大学材料学院2019级直博生，研究方向为结构陶瓷与陶瓷3D打印。

张文强，香港城市大学机械工程系在读博士生，研究方向为3D打印力学超材料。

#PART01

什么是4D打印？

下图中这朵摇曳的“花”并不是动画特效，而是由哈佛大学研究者通过神奇的4D打印技术用水凝胶材料所打印出的真实模型。[1]经过预先的结构变形程序设计，这朵“花”的花瓣便能够随着环境变化自如收放。其实，4D打印技术并不神秘，它本质上就是我们大家所熟悉的3D打印技术，加上特定的材料与拓扑结构设计；而之所以被称作“4D打印”，正是因为这样直接制造出的三维结构在成型结束后，依然能够在环境作用下随时间发生可设计的形状改变——时间，就是“4D打印”的第四个维度。

2013年，美国学者SkylarkTibbits在一场名为Theemergenceof“4Dprinting”的TED演讲中首次提出了4D打印的概念：复杂的3D打印结构能随着时间的推移改变自己的构型。第一篇3D打印论文于2013年发表在《