隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，研究工作會(huì)進(jìn)入到一個(gè)新的階段，而這只不過(guò)是時(shí)間問(wèn)題。“4D打印”是最近定義的一個(gè)屬于，用于描述現(xiàn)有3D打印技術(shù)和火星材料科學(xué)的集成，以創(chuàng)建可以通過(guò)如溫度和濕度等環(huán)境刺激改變其配置的打印組件。對(duì)于這些研究，這意味著需要更緊密地將機(jī)械編程后處理步驟納入3D打印過(guò)程，以節(jié)省時(shí)間和材料。
來(lái)自佐治亞理工學(xué)院、新加坡理工大學(xué)和設(shè)計(jì)學(xué)院（SUTD）以及中國(guó)西安交通大學(xué)的研究人員團(tuán)隊(duì)最近開(kāi)發(fā)出一種新的3D打印方法，創(chuàng)造出可以永久改變其形狀的物體。使用Stratasys的多材料Objet 3D打印機(jī)，團(tuán)隊(duì)鋪設(shè)了多層形狀記憶聚合物，每層設(shè)計(jì)成在暴露于熱量時(shí)有不同的反應(yīng)。
智能形狀記憶聚合物（SMP）是一種具有“記住”形狀并在施加均勻熱量時(shí)改變?yōu)榱硪怀绦蛐螤畹牟牧稀榱搜芯康哪康?，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)具有花瓣的雛菊模型，其類(lèi)似于暴露于陽(yáng)光下的真實(shí)花朵，以及可以擴(kuò)展其原始尺寸八倍的格子狀物體。
喬治亞理工學(xué)院?jiǎn)讨巍の榈卖敺驒C(jī)械工程學(xué)院教授Jay Jerry Qi說(shuō)：“新工藝將節(jié)省添加劑制造過(guò)程中的重要時(shí)間和材料，同時(shí)消除設(shè)計(jì)和制造工作中耗時(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)。高分辨率3D打印組件可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，3D打印設(shè)計(jì)，然后通過(guò)簡(jiǎn)單加熱直接快速轉(zhuǎn)換成新的永久配置。”
“典型的工藝要求：1）加熱聚合物；2）將聚合物機(jī)械地變形成第二形狀；3）降低溫度；4）消除外部負(fù)荷，”他說(shuō)?！熬酆衔锉３衷谧冃蔚男螤睿ㄎ覀兎Q(chēng)之為‘編程形狀’）。要恢復(fù)，只需要再次加熱聚合物，聚合物將恢復(fù)其原始（永久）形狀。在我們的新方法中，只需加熱打印結(jié)構(gòu)（不需要機(jī)械變形），就會(huì)變成新的形狀?！?/p>
使用新工藝，新形狀保持穩(wěn)定，在進(jìn)一步加熱或冷卻時(shí)不會(huì)改變。更有趣的是，根據(jù)團(tuán)隊(duì)聲稱(chēng)，這種新材料可以具有形狀記憶效應(yīng)，但它將以新的形狀作為其永久形狀。
允許高分辨率的3D可重復(fù)編程結(jié)構(gòu)的過(guò)程將能夠?qū)崿F(xiàn)跨領(lǐng)域的各種應(yīng)用，包括航空航天、醫(yī)療技術(shù)和消費(fèi)產(chǎn)品。甚至可能允許產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的新范例，其中組件可以同時(shí)設(shè)計(jì)為在服務(wù)期間變成多種配置。