3D和4D打印技術將對智能工業(yè)化產生怎樣的影響？

▲簡單的4D打印結構，遇水會自動變形

智能機器人、無人機、3D打印機這樣的產品正在一步步改變人們的傳統(tǒng)觀念，“中國制造2025”的時代即將到來。不過，當我們還在感嘆3D打印給制造業(yè)帶來的新活力時，4D打印技術卻已經悄悄興起。在未來的4D打印機時代中，大部分產品不需要借助于工廠進行生產，更多民用4D打印機走進我們的生活，只需要一臺電腦、一臺打印機、部分原料，就可以制作我們需要的產品。

信息時代的發(fā)展已經超越人們的認知，越來越多像智能機器人、無人機、3D打印機這樣的產品正在一步步改變人們的傳統(tǒng)觀念，“中國制造2025”的時代即將到來。在產品制造領域，當我們還在慶幸于3D打印給人類的產品生產帶來更多活力的時候，4D打印技術卻已經悄悄興起。4D技術的獨特之處在于，能夠提前按照預先設定好的模型程序，在三維空間里實現(xiàn)時間維度的變化，制作出固定形態(tài)的產品。


4D打印
4D打印的核心關鍵就是在3D打印的基礎上增加了一個“D”的維度，也就是時間“T”。我們也可以這樣理解，3D打印技術是具有固定形態(tài)的物品，隨著使用時間的推移，它的形態(tài)具有完整的固定性，不能發(fā)生形體上的改變，而4D打印可在某種環(huán)境因素（如水、光、電）的刺激下發(fā)生變化。也就是說，4D打印擁有自我變形的能力，可以省去產品的裝配環(huán)節(jié)。

▲一個更復雜的4D打印結構，同樣遇水會自動變形

有很多人對4D技術還感到非常陌生，其實3D與4D的概念幾乎是同時提出來的，但是大家關注的焦點幾乎全在3D技術身上，忽視了對4D打印技術的關注。其實，無論是從實際的應用價值還是未來發(fā)展的前瞻性上，4D打印都更具有產品升級的革命性，它能夠引發(fā)整個商業(yè)模式的改變，對整個制造業(yè)產生顛覆式影響。

4D打印技術最早是由美國提出的，但一直沒有引起太多重視，直到2014年10月8日，美國《外交》雙月刊發(fā)表了一篇名為《準備迎接4D打印革命》的文章，才讓更多的國家開始關注4D打印，開始著手在醫(yī)療、軍事、工業(yè)等領域實踐這種新技術。

4D打印技術的發(fā)展，無論是對于正在尋求工業(yè)再發(fā)展的歐美發(fā)達國家，還是正處于產業(yè)結構轉型關鍵時期的中國來說，都是一次難得的機遇和挑戰(zhàn)。

▲又一個4D打印結構，會在熱水刺激下自組裝

隨著工業(yè)革命的不斷進步，人力資源不再成為工業(yè)生產中的必備要素，只需要人類進行提前的程序輸入，就可以使用4D打印機實現(xiàn)零部件的自主生產，它可以應用到汽車、機床等各個工業(yè)化生產過程中，工業(yè)發(fā)展正在面臨一場以3D、4D打印技術為核心的新技術革命。

同樣，對于中國來說，也是一個很大的機遇。這種新技術剛剛興起，各個國家和企業(yè)還處于同一起跑線上，可以說這是中國有史以來第一次參與到工業(yè)革命的興起過程中，我國在3D打印技術方面并不比歐美國家差，甚至在某些領域還要優(yōu)于西方國家。

但是，我國3D打印技術企業(yè)還在采取傳統(tǒng)企業(yè)的經營方式，依靠購買核心技術，進行設備生產和銷售，導致3D打印在國內的產業(yè)化和市場接受度仍然較低。同時，我國進行3D打印技術研究生產的機構相對較少，沒有出現(xiàn)明星級企業(yè)和專業(yè)的產品生產集群，也就導致整體科研水平與國外相比仍有差距。以人力為核心的工業(yè)化生產仍然是現(xiàn)在工業(yè)模式的主流，新型的產品生產技術無法打破傳統(tǒng)模式的限制，也就不能實現(xiàn)大規(guī)模的產業(yè)化生產，產品生產過程中創(chuàng)新的缺失，也成為阻礙3D打印技術得到發(fā)展重要因素。

未來，大部分產品將不再需要通過工廠生產，因為更多民用4D打印機將走進我們的生活 — 只需一臺電腦、一臺打印機，以及原材料，我們就能自行制造出想要的物品。即使是一些精密的復雜產品，我們也可以通過物聯(lián)網大數據平臺，提出自己的需求，實現(xiàn)個性化私人訂制，傳統(tǒng)商業(yè)模式將徹底失去價值，全球市場的發(fā)展模式將進入一個新的階段。

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《黑科技：4D打印來了，可在熱刺激下自動變形》
《哈佛開發(fā)出新型水凝膠4D打印結構 — 遇水即可自動變形》

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來源：中國機床商務網