蘇黎世聯邦理工學院研究員開發出承載4D列印結構

雖然3D列印對於某些人來說仍然像魔術一樣存在，但其新穎性已經對另一部分人不存在任何吸引力，可能4D列印亦是如此。針對因刺激而移動或改變形狀的3D列印物體仍然難以理解，技術只是不斷前進並且變得能夠創建更複雜的物體。

蘇黎世聯邦理工學院的研究人員開發了4D列印物體，不僅改變了它們的形狀，而且以完全受控的方式進行，以使得研究人員能夠指導材料如何作出反應。該4D列印物體由蘇黎世工程設計與計算實驗室主任Kristina Shea及其實驗室開發。

Shea集團的博士生Tian Chen解釋說：「我們生產的扁平結構不會隨機改變配置，而是完全按照我們的設計方式進行改變。」

這些結構也能承受重量。對此，研究團隊率先創建了這種承載的4D列印結構。

研究人員開發了一種致動元件，可刺激4D列印結構縮回或延伸。然後將這些元素組合以創建更複雜的結構。由於結構只能採取兩種狀態之一，即縮回或擴展。通過此操作，研究人員可以預測結構的穩定三維形式，這也允許可以採取多種穩定形式的結構。由研究人員創建的模擬軟體使他們能夠預測結構將要採取的形狀，以及需要對應用形狀進行刺激。

使用多材料3D印表機列印使用兩種不同材料製成的物體：構成大部分結構的剛性聚合物和構成運動部件的柔性彈性聚合物。所有的部件都是單步3D列印的。

「4D列印有幾個優點，」Shea說，「在一個單一步驟中，用剛性和彈性材料列印平坦的初始形狀是高效的。生產三維物體或將其從不同的部件組裝起來要複雜且耗時。「

此外，結構可以在平板上運輸，一旦到達目的地就擴大。航空航天是這種技術的常見應用，但蘇黎世聯邦理工學院的研究人員也在研究諸如打開和關閉的閥門或醫療支架。

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