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4D打印将颠覆未来时装产业 　　3D与4D同台演示 　　这是哈佛大学新工业技术实验室（HUNITL）最近进行的一场别致趣味的技术演示：部分研究人员使用纤维素纤维、木浆丙烯酰胺水凝胶等材料制作出了一种特别的胶状物。当从3D-Nylon 12-3D打印机喷嘴中被挤出时，其中具备方向特性的纤维会对准挤压轴，从而制作出一件新颖时尚的比基尼泳衣；虽然3D打印服装目前还尚未真正普及，但这并未阻止科学家推动4D打印的发展――另一些研究人员则使用形状记忆聚合物纤维进行4D同台演示，他们利用第四维度的时间推移技术工艺，几乎同时制作出具备自身变形能力的防晒披肩与胸饰花朵。 　　颠覆打印的时新技术 　　究竟什么是4D打印技术呢？据美国《外交》双月刊网站最近报道：美国国家工程院（NAE）发表了题为《准备迎接4D打印革命》的文章。该文章的内容简要如下：研究表明，数字化制造的真正前途在于第四度空间――打印根据编程随时间而变化的物体。3D物体是静态的，需要人工控制，而4D物体能够自动对环境作出反应，自行组装、修补或变形。 　　NAE文章指出，4D技术领域的进步将更多地依赖材料本身，而非打印技术。与3D打印技术不同，4D打印技术使用的打印材料并不是传统意义上的粉末状金属或者塑料，它使用的是一种变形材料。人们只需要通过电脑将所需要的物体的模型和时间设定完成，不需要借助打印机，变形材料会在用户设定的时间内自动变形成为用户刚刚设定完成的形状。 　　4D打印技术是一项具有革命意义的打印技术，目前这项技术由美国麻省理工学院（MIT）与Stratasys教育研发部门共同开发。在MIT，建筑师斯凯拉?蒂比茨将一种新颖的吸水纤维材料用于3D打印机，制造出了一种线状物体，该物体被放入水中时，能改变形状组成字母“MIT”。这是通过将吸水聚合纤维与碱性无机纤维相结合来实现这一效果的。 　　该文章认为4D打印结合了各种技术、方法和学科，具有广阔的制造应用前景。例如，4D打印可以用于长期受成本高昂、功能优异等因素困扰的特种服装系列。利用可编程的材料，每件服装都能适应变化的环境，通过扩大或缩小来调整合身度和舒适性。这种服装甚至还能在受损时自行修复或在报废时分解。美国陆军已经开始利用4D打印技术，研发用于军队服装的新装备。 　　三、全球第一件“4D裙” 　　尽管4D打印技术出现的时间还非常短，但这并不影响它的发展。作为一种全新的制造方式，3D打印服装的确正在给传统的服装制造业带来深远的影响。这不，美国麻省科技设计公司神经系统研发小组近日研发出一种利用4D打印技术，制造弹性贴身布料，并打印出了全球第一件“4D裙”。 　　该裙子就解决了不合身的问题，并且会根据穿戴者的体型情况进行自我改变。更神奇的是还可以自动变化造型，这或许正是女性衣柜里缺的那件衣服。而制作该裙子的面料纤维由2279个三角形和3316个连接点相扣而成，三角形与连接点之间的拉力，可随人体形态变化，即使变胖或变瘦，4D裙也不会不合身。 　　这条裙子在打印机内部所需要的空间比打印普通3D模型要大很多，但是技术人员仍然很完整的打印出了整条裙子。同时，研发人员还用4D打印技术打印出了一系列与这条裙子搭配的围巾、脖饰、胸花、腰带与珠宝首饰等，而这些首饰毫无疑问的也是可以根据人体结构而自动变形的。 　　该神经系统研发小组所采用的4D打印材料采用的是“选择性激光烧结技术”，是利用激光束烧结尼龙粉末材料制造原型，激光束不会烧结三角形与连接点之间的粉末，未被烧结的粉末于打印后掉出来，形成环环相扣的预设形状的纤维缕空裙，每条裙造价则达1900英镑，而这价格丝毫不影响女性对它的亲睐。 　　智慧材料的开发应用 　　除了设备本身的制约之外，4D打印服装所面临的首要问题是对智慧型打印材料的需求，因为比较于3D打印而言，4D打印对所需材料的要求更高。 　　首先，4D打印所需要的并非一般的普通材料，而是带有记忆功能的智能材料，是一种能感知外部刺激，并能够通过判断而进行自我变形、组装的新型功能材料。 　　其次，该材料不仅具备3D打印材料的那种可打印性，还要具有传感功能、反馈功能、信息识别与积累功能、响应功能、自我变形能力、自我组装能力、自我诊断能力、自我修复能力和超强适应能力，以及快速响应的变形、组装能力。 　　再就是4D打印服装的材料不仅能够具备“时间”的认知，还需要具备感应介质催化而触发自我组装的特定性能，而且催化介质不一定只能是水；伴随着新产业科技的进步和4D打印服装技术的发展，根据不同的打印材料，势必将借助于光、声、热、水、气、温度、震动或电子触发等任意催化介质，实现对多种类材质面料适用的自我变形的介质触发效果。因此对4D打印服装的材质面料的开发和应用，将成为创业者们重要的方向和道路选择。 　　哈佛大学工程应