4d技术和3d技术的区别 4d技术的主要途径( 三 )

2014年，麻省理工学院的研究人员研发出了更多种类的4D打印材料，包括木材、碳纤维、纺织复合材料、橡胶，这些材料进一步拓展了4D打印技术的应用范围。
2018年8月，香港城市大学的研究团队采用聚合物和陶瓷纳米粒子开发出新型“陶瓷墨水”，并以此打印出柔韧、可拉伸的陶瓷前体，克服了陶瓷前体通常难以变形的限制，最终在热处理的作用下得到坚固的陶瓷，首次实现陶瓷材料的4D打印以及复杂折叠结构陶瓷的制造。这项新技术具有低成本、机械稳定性高、可自主变形等优点，有望应用于航空航天推进部件、空间探索设备、电子设备和高温微机电系统等领域。
Cyborg软件模拟4D打印过程中的实际形变
4D打印成型技术持续创新，应用领域多方面发展。在4D打印技术中，采用合适的方式使打印出的智能材料能够按照设计预期实现自组装、自愈合、自变形等功能，也是不可忽视的一个环节。新型材料的不断拓展带来了更多成型方面的挑战，而先进的设计技术则需要实现多材料的同步精确打印，因此成型技术的推陈出新成为了4D打印研究中的一个热门问题。
2016年8月，麻省理工学院使用微立体光刻打印技术，首次实现了微米尺度可变形材料的4D打印，打印出的产品即使受到极端压力或扭转弯曲，只要将其置于适宜的温度下，即可在几秒钟内恢复原状。研究人员采用该技术制造出一种小型夹持装置，其在常温状态下处于张开状态，升温后转变为夹紧状态，借此实现抓取功能。该技术未来有望在航空航天结构件、太阳能电池、生物医学设备等领域获得应用。
2018年6月，美国弗吉尼亚理工大学的研究人员开发出一种集成树脂输送的多材料可编程增材制造技术，该技术具有树脂现场混合、输送和转换功能，并能够实现自清洁，可以进行微尺度多材料增材制造，并避免了不同材料间的交叉污染。该技术开辟了4D打印向微尺度发展的道路。
4D打印设计软件研发支撑创新产品设计。4D打印技术直接将设计内置到材料中，简化了从设计理念到实物的制造过程。但是这种制造方式同时也为设计工作带来了新的挑战，设计人员需要提前预测材料在不同条件下的反应，并以此为基础开展设计工作，因此4D打印软件应运而生。
Autodesk公司开发出名为Cyborg的设计工具软件，能够用于优化4D打印设计。该软件通过相互耦合的软硬件工具进行模拟，取代了传统模拟软件先模拟再构建或者先构建再调整模拟的模式，能够模拟4D打印过程中的实际形变，并允许使用者创建专用设计平台进行优化设计。
NASA开发的“太空织物”
麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室研发出名为Foundry的软件，可以帮助设计人员根据设计需要，为3D数字模型的不同部位分配不同材料，从而轻松实现多材料3D打印，为4D打印的设计工作提供了支撑。
05 4D打印技术军事应用前景
由于4D打印技术在产品的制造、装配、储存、周转等环节具备其他制造技术所难以比拟的优势，并且可以实现许多特殊功能，具备产生新一轮技术变革的潜力，因此得到军方的持续支持。经过数年发展，4D打印技术的应用已经开始在国防军事和航空航天领域初现端倪，据市场分析机构预测，到2025年，国防和航空航天应用将占到4D打印技术市场份额的50%以上，将成为4D打印技术最大的应用方向。
2013年，美国陆军研究办公室资助匹兹堡大学、哈佛大学以及伊利诺伊大学的研究人员研发4D打印材料，希望通过4D打印材料的突破，促使改变汽车涂料适应潮湿环境或碱性道路，改变士兵制服的通透性以抵御毒气或弹片，制造可随周围环境改变颜色的伪装设备和能实现自组装的武器。

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