3D打印尚未普及，4D打印又來了，究竟是什么鬼？

▲典型的4D打印結(jié)構(gòu)，可在熱刺激下變形，由美國勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）研制

不得不說，科技的發(fā)展速度越來越快，有些公司熱衷于PPT，有些公司擅長制造概念。

記得2013年的時(shí)候，我曾經(jīng)寫過一篇文章《過分鼓吹的泡沫，3D打印“不炒作毋寧死”》。當(dāng)時(shí)的背景是3D打印被描繪出一張宏偉的藍(lán)圖，號(hào)稱未來三年的國內(nèi)市場規(guī)模可達(dá)到100億元，加上科技部首次將3D打印編入《國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)》，所以各地政府對(duì)3D打印技術(shù)極為重視，以致相互攀比，提出各種非常優(yōu)厚的條件，希望企業(yè)能落戶。

4年過去了，雖然我們經(jīng)常在電視和新聞上看到3D打印技術(shù)，各種震驚，造房子、造gun根本就不稀奇了，現(xiàn)在要造賽車、飛機(jī)，甚至打印出人體器官，說的有模有樣的。我開始是不信的，特別問了在美國讀醫(yī)學(xué)博士的朋友，用他的話說，不少項(xiàng)目僅僅停留在實(shí)驗(yàn)室階段，不具備成熟商用，放大宣傳只是為了吸引投資人，有些則是國內(nèi)媒體在編譯的時(shí)候，為了制造轟動(dòng)，吸引眼球，所以胡編亂造。對(duì)于這一切，其實(shí)我們已經(jīng)習(xí)慣了，不是嗎？

目前國內(nèi)3D打印的現(xiàn)狀是，最基礎(chǔ)的FDM 3D打印機(jī)廠家死得差不多了，基本都是往中小學(xué)和少年宮里面賣，給孩子們上課演示做科普用，僅此而已。

市場需要比較大的是做手板，就是產(chǎn)品設(shè)計(jì)后要打個(gè)模型，目前主要是用光固化3D打印設(shè)備來做，材料是光敏樹脂，也有用SLS激光燒結(jié)尼龍粉末來做的，價(jià)格低，利潤也低。一度被被吹上天的3D金屬打印，基本是天價(jià)狀態(tài)，尺寸四五十厘米就是極限了。現(xiàn)在比較流行的是打印鑄造模具，蠟?zāi)５娜秉c(diǎn)是打印速度慢，打印效率太低，而且不能做大尺寸零件，只能做些小而復(fù)雜的件。砂型鑄造的優(yōu)點(diǎn)是效率很高，可以打印超過一米的大尺寸砂型以鑄造大尺寸部件，缺點(diǎn)是表面精度比蠟?zāi)２�。蠟�(zāi)Ｄ壳爸饕獞?yīng)用在航空航天的精密鑄造領(lǐng)域，主要產(chǎn)品為鈦合金、鋁合金的復(fù)雜鑄件，你們懂的，一般公司根本玩不起。砂型3D打印主要面向汽車發(fā)動(dòng)機(jī)一類零部件的試制。

網(wǎng)上對(duì)于3D打印未來吹得最狠的其實(shí)是醫(yī)療。非植入的主要為手術(shù)模擬，國外倒是很多，國內(nèi)很少用，太貴了，很多人舍不得，比如你要給牙齒做手術(shù)，現(xiàn)在可以提前對(duì)牙床做三維掃描，然后做個(gè)模型，讓醫(yī)生先練練手，降低了對(duì)生操作的要求。據(jù)說現(xiàn)在還可以私人定制夾板，做到和身體完全貼合，售價(jià)是普通夾板后面加兩個(gè)0。植入式的新聞看多了，比如顱骨修補(bǔ)手術(shù)，現(xiàn)在可以直接金屬3D打印出鈦合金的顱骨，不過國家醫(yī)療器械標(biāo)準(zhǔn)方面有限制，距離大規(guī)模商用還有很長的路要走。

外面吹得再好，你不得不承認(rèn)現(xiàn)階段3D打印效率太低，高端應(yīng)用成本離譜，并沒有吹的那么好，技術(shù)提高的空間還非常大。也許再過五年談這個(gè)話題會(huì)比較有料。

就在這個(gè)時(shí)候，《人民日報(bào)》上有條消息讓人“震驚”了，請?jiān)试S我用這個(gè)詞。陜西乳腺癌患者張雪（化名）在西京醫(yī)院接受了世界上首例計(jì)算機(jī)輔助4D打印乳房填充手術(shù)，經(jīng)過近一年的復(fù)查隨訪證實(shí)，手術(shù)取得了巨大的成功。手術(shù)不僅切除了患者的腫瘤，還保留了乳房的完整性和哺育功能。另一條新聞是美國國家航空航天局(NASA)利用一種全新的4D打印技術(shù)，制作出用于外太空的先進(jìn)纖維材料，不同于以往的3D技術(shù)，這種技術(shù)打印出來的材料不僅具有一定的幾何形狀，更是擁有了特定的功能，可以根據(jù)需求任意定制形狀甚至折疊，還可以直接回收利用，重新打印成新的結(jié)構(gòu)作為其它用途。

什么4D打�。课覀冎�道，通常一個(gè)物體是有三個(gè)維度的，也就是三維立體，根據(jù)三維數(shù)據(jù)，我們可以實(shí)現(xiàn)物體的3D打印，而4D打印相對(duì)3D打印而言則要多一個(gè)維度，這個(gè)維度就是時(shí)間。也就是說，4D打印是在一個(gè)立體的維度上增加了時(shí)間維度。那么理論上，三個(gè)維度是可以打印的，可時(shí)間維度卻不可以，4D打印要融入時(shí)間，也就是說可以隨時(shí)間變化而改變的物體，這種改變類似于物體的自我組裝。聽起來非常神奇。

業(yè)內(nèi)人應(yīng)該很清楚，當(dāng)下3D打印發(fā)展的瓶頸也在材料上，而4D打印所需要的并非一般的普通材料，是帶有記憶功能的智能材料，是一種能感知外部刺激，并能夠通過判斷而進(jìn)行自我變形、組裝的新型功能材料。該材料不僅要具備3D打印材料的那種可打印性，還要具有傳感功能、反饋功能、信息識(shí)別與積累功能、響應(yīng)功能、自我變形能力、自我組裝能力、自我診斷能力、自我修復(fù)能力和超強(qiáng)適應(yīng)能力，以及快速響應(yīng)的變形、組裝能力。我的天，這是在寫科幻電影的劇本嗎？目前它還處于概念狀態(tài)，RNA的合成和編輯也在初期階段，要做到二者結(jié)合就更困難了。

之所以這樣炒作，還是那個(gè)目的，吸引投資人，制造轟動(dòng)效應(yīng)。經(jīng)過我們后來深入的調(diào)查，那例4D打印乳房填充手術(shù)采用的材料，只不過可自動(dòng)降解，被人體吸收，類似于普通手術(shù)縫合線用的“羊腸線”，并非真正意義上的4D打印材料，而美國國家航空航天局只是對(duì)4D打印這項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)生興趣，并沒有真正納入課題進(jìn)行研究。

延伸閱讀：《從3D打印到4D打印 — 南極熊深度解析智能材料的增材制造技術(shù)》

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來源：太平洋電腦網(wǎng)