4D 打印:探索更加智能的材料

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2013-11-25 09:02

3D 打印是科技界的热门话题。在许多人看来,3D 打印会带来工业上的革命。它不仅能够简化制造流程,而且可以提供更加个性化的产品。不过,在 MIT 的科学家看来,3D 打印并不完美。MIT 自我组装实验室的 Skylar Tibbits 最近接受了 Slate 网站的采访,谈论了 4D 打印,以及它对未来的影响。

Skylar Tibbits 说,4D 打印的名词其实是个玩笑。其实,它是要制造智能的材料。MIT 实验室和 3D 打印公司 Stratasys 合作开发了一种材料。它在遇到水的时候能够扩展。他们利用这种材料做出了一些模型,比如打印出来的管子,放到水中后能够折叠为一个立方体。

“打印不是结束,它仅仅是开始。这就是我们为何将其称为 4D 打印的原因。”

3D 打印本身存在一些问题,比如打印速度、材料限制等。另外,尺寸也是一个很大的阻碍。Skylar 举了个极端的例子,如果想要打印摩天大楼,你必须建造和摩天大楼一样大的打印机。MIT 自我组装实验室的 Hyperform 项目可以解决这个问题。他们通过算法折叠物品,使 3D 打印机能够制造出比自身更大的物品。

目前来说,智能材料并非要取代传统的工业制造。相反,它会首先应用在一些特殊的地方,比如灾难救援的场合,或者一些难以到达的边远地区。

智能材料能用于大型的系统,比如供水基础设施。智能的供水管道可以通过紧缩来增压,或者关闭水流,还可以扩张以容纳更多的水。它还可以通过蠕动来运送水。在航空、航海和汽车工业中,智能材料也能发挥重要的作用。汽车的行驶过程中,路况和环境是不断变化的。如果轮胎能够相应做出改变,那么汽车的性能和安全都会得到提升。

除此之外,智能材料还可以实现自我组装。MIT 自我组装实验室与 Scripps 研究中心合作,制造了可自我组装的病毒模型。他们把模型各部件放在玻璃瓶里,然后通过摇晃让它们自我组装。在 Skylar Tibbits 看来,未来的制造会更加自动化。人们可以把不同部件放在一起,然后对其施加能量,它们就能够自己组装起来。

图片来自 wikitrend

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