4D打印魔力绽放 3D打印立显“矮矬穷”_3
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  当我们对3D打印的魔力赞叹的时候,4D打印已经悄悄上路了,与3D打印技术相比,4D打印更为智能,物料可自行改变,简化了打印过程,但对打印材料提出了更高要求,涉及到特殊材料的应用。这些特殊材料在感知到运动状态,或是暴露于水、空气、重力场、磁场,或感知到温度改变时,会改变自身的形状。

  美军欲用4D打印开发防弹衣

  美国《国防》月刊报道,美国军方已开始利用3D打印来制造零部件,而陆军已经在探索下一代技术4D打印,可能开发出轻薄小巧的防弹衣。

  美国陆军首席技术官格雷丝博赫内克说,正在探索的4D打印诗延续了3D打印,并增加了变形维度。其研究的核心想法是,当处于不同环境下,比如水中或者极端温度下,打印出来的武器部件的性能可以随之改变。

  博赫内克表示,未来防弹衣可能会采用到4D打印技术。美国陆军在过去十年中一直在努力满足这个防护服的双重需求也就是,既有保护作用,又足够的轻盈,不会给士兵增加负担或限制动作。利用4D打印,科学家未来可能开发出轻薄小巧的防弹衣,这种防弹衣能用不同的方式打包,并且它能够因特定环境状况而改变。

  但是,这种技术需要多年的时间来开发。博赫内克说,陆军目前正聚焦于开发用于4D打印的材料,此后将研究如何最好地制造零部件。在陆军只是浅浅涉足4D打印技术的同时,目前也在研究3D打印技术的应用和开发。美国陆军装备司令部司令丹尼斯维亚将军称3D打印是陆军最有前途的技术之一。他表示,将来的陆军甚至能将3D打印技术来引入军队,如此一来,他们可以按需制造工具、车辆和武器的零部件。美国陆军已经在阿富汗部署了两台3D打印机,以生产小型的零部件。

  4D打印精心打造百变连衣裙

  近日,马塞诸萨州的设计工作室NervousSystem开发出了3D打印珠宝和服饰的新方法,利用铰接式的接头把打印成品从3D打印设备当中打印出来,成品就可以自己改变形状。

  这家设计工作室的设计师把这种打印技术称为4D打印,除此之外,这项技术还可以自动变化任何形状的三维物体,使得被打印的物品能够随使用者的喜好而随意改变形状。

  从技术角度来讲,4D打印技术是指在3D打印基础上让打印物体的形状能够随意变换形态,使设计不需要手工劳动就能转换成它最终的配置模式。它能够更快、更便宜、以及更小规模地打印大件物体。

  NervousSystem设计工作室近日也采用这个4D打印技术打印出一条裙子,这条裙子在打印机内部所需要的空间比3D打印要大很多,但是技术人员仍然很完整的打印出了整条裙子,同时,研发人员还打印出了一系列与这条裙子搭配的珠宝首饰,值得一提的是,这些首饰也是可以根据人体结构而自动变形的。

  在功能实现方面,技术人员首先开发了一款打印软件,这款软件能够使用内置棋盘状的三角形铰链把各部分连接起来,让3D模型能够更灵活的存在,然后系统将这些模型自动压缩尺寸,充分利用3D打印设备内的空间,使得被打印物体能够很轻松的打印出来。

  为了制造出这些裙子,一个3D人体形态扫描仪必不可少,它是数字化服饰模型的基础。通过选择三角形的铰链网状结构,最终成品的硬度和状态可以在这一阶段进行控制:这些材料下垂的模式会通过屏幕模拟出来。据了解,去年NervousSystem应移动电话厂商摩托罗拉的要求,开始研发这一运动学概念来定制3D打印的个性化产品。

  第一批生产出来的尼龙珠宝首饰来源于镶嵌的交接三角形。这些零散的部件一堆地从打印机打印出来,但是铰接式的的结构使得它们能够根据身体的形状自动调适。目前用户只需要按照自己的喜好,制定好产品外观就可以随时下单,来打印出一款属于自己的产品,NervousSystem所接到的这些定制化订单也是层出不穷。

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