卡耐基梅隆大學研發的4D打印技術與3D打印有什么區別？

8月22日，美國卡內基梅隆大學的研究人員公布了一項研究成果，他們制造出一系列由熱塑性塑料制成的 4D打印物體，這些物體只需使用通用的3D打印機就可以進行生產打印，而且在受熱到一定程度時這些物體可以將自身折疊成預定的形狀。

和3D打印相比，4D打印在3D打印的基礎上增加了一個時間維度，即4D打印的物件會隨著時間的推移（自動）變成不同的形狀。

據悉，這是一項低成本、可逆的致動器技術，通過應用一種薄薄的導電熱塑性塑料，借助廉價的3D打印機或者手工涂漆，將導電熱塑性塑料涂在普通的紙張上。當施加電流時，熱塑性材料加熱并膨脹，導致紙張彎曲或折疊；當電流被移除時，紙張則恢復成預定的形狀。

在整個研究過程中，該團隊設計了一些“基本執行器”，這些“執行器”基于折紙和剪紙形式，利用該技術，其可以將自己變成球或圓柱體結構，也可以用于構造更精細的物體，比如：利用該技術制作的燈罩，在改變燈罩形狀的同時還可以改變燈的亮度，或者制作成具有葉瓣的人造含羞草植物，當觸摸該植物時葉片將依次打開。

研究人員利用他們自己寫的程序代碼替換了3D打印機原有的開源軟件，該程序代碼可以自動計算打印物體實現特定折疊角度所需的造型和打印速度。此外，研究人員將易彎曲的材料與抗收縮的材料（類似橡膠的一種材料）結合在一起，并通過軟件不停地改變打印機的打印速度，當熱塑性塑料被加熱熔融并用于打印時，可以地控制折疊的紋案。

該技術綠色環保，可用于制造能夠自動折疊的板式家具、船只，甚至是緊急避難場所，這些產品可以平放運輸以節省空間，并利用太陽能（自動）折疊成形。