美国研究4D打印新成果 可自动变形复合材料
- 2015-02-12 09:02:191969
由美国科罗拉多大学波德分校力学工程系副教授杰瑞·齐和新加坡技术与设计大学的马丁·杜*的科研团队，将拥有“形状记忆”能力的聚合纤维混入传统3D打印技术使用的复合材料中，制造出可以像“变形金刚”一样变换出各种形状的复合材料。
马丁·杜表示：“在这一实验中，初的产品架构由3D打印技术完成，然后‘形状记忆纤维’的编程活动开始启动，为这一架构制造出第4个方面——时间依存。”
4D打印概念是于2013年4月，由麻省理工学院自动化实验室创始人斯凯勒·蒂比茨提出的。按照蒂比茨的解释，所谓4D打印技术就是“自我组装”，即材料自动变成为预设的模型。他的研究团队曾将复合材料制成的绳子放到水中，绳子会按照预先设计好的形状变形。
马丁·杜表示：“我们制造出了可以基于不同的物理力学原理自动变形的复合材料，从而对蒂比茨的4D概念进行了扩展。使用‘形状记忆’复合纤维为复合材料制造出满意的形状变化，关键在于纤维的设计架构，包括其位置、方位等。”
该研究团队证明，复合材料内纤维的方位和位置决定了形状记忆效果（比如折叠、卷曲、拉伸或者扭曲等）可以达到的程度；而且，可以通过对复合材料进行加热或冷却来对这种效果进行控制。
新4D打印技术制造出的复合材料将有望在制造、包装和生物医学等领域大显身手。