形狀可逆轉的4D打印

形狀可逆轉的4D打印

新加坡科技與設計大學(SUTD)與南洋理工大學(NTU)之間的一項合作研究4D打印技術。這項目使3D打印材料的形狀發生了變化,並在無任何電力輸入的情況下無數次形狀可逆轉。
這項研究的標題為“雙層組件可逆轉的4D打印的初步研究”,由Amelia Yilin Lee,Jia An,Chee Kai Chua和Zhang Zhang合著,於2019年12月在《工程學》雜誌上發表。
形狀可逆轉的4D打印
當3D打印對象的形狀隨時間變化時,稱為4D打印。形狀可逆轉4D打印是指能夠更改回原始3D打印形狀的能力。最初的形狀變化通常是由熱或水引起的,但是要進行反轉,通常需要以拉伸或牽拉的形式進行手動輸入,這可能既費時又費力。
近年來,研究人員已經對自動可逆4D打印給予了一定的關注,水凝膠是無需人工干預即可實現可逆性的主要刺激因素。水凝膠缺乏機械強度,但是,其應用受到限制。進一步的工作利用了各種材料層作為水凝膠的替代物,但是該過程僅變得更加乏味。
SUTD和NTU的工作通過實現形狀可逆轉4D打印而無需水凝膠或人工輸入來解決這些挑戰。
  形狀可逆轉的4D打印
image credit:SUTD
雖然形狀可逆轉4D打印本身是一個很大的進步,但能夠使用更堅固的材料同時確保更精確的形狀變化是革命性的改變,因為它使我們能夠生產複雜的結構,而這些結構是傳統製造無法輕易實現的。通過依靠環境條件而不是電力,它使各個行業的遊戲規則發生了改變,從而徹底改變了我們設計、創建、包裝和運輸產品的方式。



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