17日發(fā)表在新一期美國《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的研究顯示，中國香港城市大學(xué)呂堅(jiān)教授研究組首次實(shí)現(xiàn)了陶瓷4D打印。這種新技術(shù)有望應(yīng)用于太空探索、航空發(fā)動機(jī)制造和電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。
4D打印，是在3D打印基礎(chǔ)上增加了時(shí)間維度。4D打印直接將設(shè)計(jì)內(nèi)置到物料當(dāng)中，讓材料在設(shè)定的時(shí)間自動變形為所需要的形狀，且可隨時(shí)間變化。
與3D打印相比，4D打印對材料有更高要求。呂堅(jiān)研究組的這種打印技術(shù)采用復(fù)合彈性體陶瓷材料，完成了從3D打印到結(jié)構(gòu)可變形的過程，實(shí)現(xiàn)了陶瓷折紙結(jié)構(gòu)的打印和4D陶瓷打印。
呂堅(jiān)說，這種4D打印技術(shù)可廣泛應(yīng)用于個(gè)性化定制，優(yōu)勢在于采用相對簡單的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，就可衍生出一系列形狀相似且連續(xù)可變的結(jié)構(gòu)，而傳統(tǒng)的3D打印只能一個(gè)圖紙對應(yīng)一個(gè)結(jié)構(gòu)。
此外，4D陶瓷熱處理只需1000攝氏度，而傳統(tǒng)陶瓷粉末燒結(jié)則需要1600攝氏度，因此4D打印工藝成本相對低廉。
研究人員認(rèn)為，如將新技術(shù)應(yīng)用于太空探索領(lǐng)域，有望將3D打印前驅(qū)體折疊起來以節(jié)省空間，進(jìn)入太空后再展開獲得需要的結(jié)構(gòu)。
