全球首个陶瓷4D打印系统出炉！它比3D打印到底强在哪？

作者/吕朕

审稿/王城城，博士

新加坡3D打印中心，新加坡南洋理工大学

本文首发于“科普中国头条创作与推送”

2018年8月，据物理学组织网报道，香港城市大学的研究团队成功开发出全球首款陶瓷4D打印系统，打印出的陶瓷坚固且拥有复杂的形状，有望在电子和航空航天领域大展拳脚。凭借“陶瓷墨水”的变形能力和优异的电磁信号传输能力，其在电子产品制造方面的应用可能性非常大。同时，由于陶瓷是一种能承受高温的机械强度高的材料，4D打印陶瓷有很大潜力用作航空航天的推进部件。

作为一种有可能用于航空航天、电子产品、消费者产品等领域开发新产品的技术，4D打印到底是一种什么样的技术？它和耳熟能详的3D打印相比，多出的一个“D”到底是什么？它对于未来人类生活和工业发展到底有怎么样的影响？

4D打印概念成型于2013年前后，由美国麻省理工学院 (Massachusetts Institute of Technology) 的自组装实验室 (Self-Assembly Laboratory) 主任Skylar Tibbits在TED talk时向公众提出：宛如没有电线和马达的机器人进行移动一般，4D打印大多数情况下是基于多材料3D打印制造出来的部件，能够具备静态3D打印部件不具备的一个功能——自主变形。归根究底，4D打印是基于3D打印的创新，即当3D打印中使用的材料具有记忆性和可编程性时，这种3D打印物品和技术就可被称为4D打印。

3D打印学名为增材制造，旧称快速成型。在2009年，根据ASTM国际标准，增材制造被定义为“一个与减材制造相反，利用3D模型数据，通常已逐层堆叠累计的方式将材料连接起来构造物体的过程”。在现实生活中，3D打印已经被广泛运用于航空航天领域比如大型金属结构件的制造、医疗医学领域比如医疗植入物和助听器等设备的制造，制作模板或模具已丢失的零件等等。