科学真是日新月异,最近又有美媒报道说,佐治亚理工学院已经开发出一种功能强大的新型4D打印机,它可以打印各种用于组装的结构件,并在计算机程序的控制下改变形状。

研究人员说,这种独特而新颖的4D打印技术可以在航空、航天、电子、医药等行业广泛使用。科研团队的最初目标是可以使用新开发的4D打印机制造完整的电子设备,包括布线及其中的集成电路。

4D打印的研究时间还不长,它使用的材料是一种能够自动变形的特殊记忆合金,不需要任何复杂的机械加工,4D打印元件就可以在改变温度、光照度、湿度等状态后,触发形状变化。

佐治亚理工学院的科学家将繁琐的3D打印过程编入到计算机程序中,经过优化的算法使形状转换速度比以前快了90%。研究人员试图开发出一种全功能的4D打印机,并将该技术推向市场。

研发者表示:4D打印的原型机集成了许多新功能,这些功能可以简化工艺和提升传统3D打印的效率。它可以使用不同材料同时制造各种结构件,并将电路直接集成到能改变形状的结构件中。

据介绍,最终的4D打印机将结合多种不同的印刷技术,并可以处理多种硬质和弹性材料,包括水凝胶、导电油墨(银纳米粒子)、液晶弹性体、形状记忆聚合物等。

研究人员目前能够使用不同的光照度来形成并固化不同的结构件,这种光线刺激会触发变形反应,从而改变结构件的行为和外观。例如,较亮的光线会制造较硬的结构,而较暗的光线则会生成较柔软的部分。

4D打印技术仍然面临许多挑战,它通常需要复杂且耗时的步骤,来对每个具体的打印动作进行编程和优化。另外,目前多数4D打印机只能打印由单一材料组成的结构件。但是,很多业内的科学家认为,未来肯定会充斥大量4D产品,并改变我们的世界和生活。

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