全日制专升本就业现状(以后还有专升本么)

本文是关于印刷纸书写技巧的发展现状、应用前景、发展现状及实例。

4D印刷使用一种可以自动变形的材料。只有在特定条件下(如温度、湿度等)，才能根据产品设计将其折叠成相应的形状。)并且不连接任何复杂的机电设备。智能材料是4D印刷的关键。简而言之，4D印刷是用来描述构图自我变化和适应环境的过程。三维物体的第四维是时间。

首先，4D印刷技术问世，并被投入水中进行“自组装”

2013年2月25日，在美国加州举行的2013年技术与工程设计大会上，麻省理工学院的建筑师、设计师和计算机科学家S . k . y . l . r . b . I . T . S .介绍了4D印刷技术(图1)。这项技术是由麻省理工学院自组装实验室与三维打印公司stratasys合作开发的。斯凯勒·蒂比特也被认为是4D印刷术的发明者。

蒂比特展示的4D印刷过程就像一个有自我意识的机器人。科学家通过软件完成建模和设置时间后，变形的材料将在指定的时间自动变成所需的形状。在他展示的视频中，一根多串的聚氯乙烯复合管已经在水中完成了自动变形。

蒂比特认为，4D印刷已经在快速建模方面做出了根本性的改变。与3D打印不同，3D打印预先建模、扫描，然后使用材料来形成，4D打印直接将设计构建到材料中，简化了从“设计概念”到“物理对象”的创建过程。它允许像机器一样自动创建对象，而无需连接任何复杂的机械和电气设备。

二、4D印刷技术经典案例

尽管麻省理工学院在2013年展示了一项关于4D印刷技术的实验，但当时这项技术并没有引起太多关注。直到2014年10月8日，一篇名为《外交》的文章在双月刊美国《准备迎接4D打印革命》上发表，许多政府才开始关注4D印刷技术，尤其是以美国为首的发达国家。2015年，佐治亚理工学院和新加坡理工大学也推出了4D印刷的研究成果。实现三维物体的自折叠只需要一种刺激(如热)。智能形状记忆聚合物(Ps)制成的4D飞机在热水中自动变形为自锁立方体。

形状记忆聚合物是一种众所周知的智能材料。这种材料的特点是在外界的作用下可以变成其他形状，然后在加热和其他条件的刺激下恢复到原来的形状。在上述过程中，热水是一个单一的热源，而立方体的每一部分都是由固体粉末制成的，通过3D打印技术对热量有不同的反应。因此，它们可以按照时间顺序依次移动，并最终自动折叠成给定的3D实体，而不会相互阻塞。

这种新的4D技术可以用来制造容易运输的物品。它们的初始形状可以是像上述实验对象一样的平坦表面，并且当施加适当的刺激时，它们将自动转换成3D形状。便携式避难所、支架等移动医疗设备、简单的机器和互动玩具都可以成为它的应用项目。

同样在2015年，耶路撒冷希伯来大学卡萨利应用化学中心利用立体光刻设备(SLA)技术实现了Ps材料的4D印刷。这种成就可以实现结构的整体运动，而不是特定部分的运动。印刷的模型在室温下像蜡一样，通过加热提高熔化温度后可以弯曲或重塑。如果要固定改变的形状，就把它放在冷水中降低融化温度。再次加热后，形状记忆将被激活以恢复其原始形状。为了将这一技术应用到柔性电子产品中，需要将开关电源集成到导电材料中以触发运动。目前，研究人员已经用导电银纳米墨水印制了一个平面电路。它能在电压的作用下自动打开和关闭。研究人员表示，这项技术可以应用于制造柔性机器人、微创医疗设备、传感器和可穿戴电子产品。

2016年1月，哈佛大学宣布开发微型4D印刷结构。这种新的4D结构使用了一种“水凝胶墨水”，这种墨水是从含有木质纤维的特殊水凝胶复合材料中提取出来的。由于使用了特殊的材料预测模型，当暴露在水中时，该结构将逐渐膨胀和硬化，直到它完全变形为预先编程的形状。这种在外部刺激下自动变形为预定形状的能力在智能织物、柔性电子产品、生物医学用品和组织工程中具有很大的应用价值。

瑞士苏黎士的ETHZ u r . I . h .甚至把4D印刷提升到了一个新的水平:他们和计算实验室在2017年5月展示了一种新的4D印刷结构。最终形成的四面体结构可以承受一定的质量。这些4D印刷结构由他们使用多材料3D打印机制造。其中，白色部分的材料是一种刚性聚合物。这种材料的黑色部分是一种弹性聚合物。这种弹性聚合物受热时会变形，这是这些结构变形的关键。相关负责人表示，这种新的4D印刷结构最大的应用领域是航空航天。然而，它也可以用于其他领域，如通风系统、阀门开关和医疗支架。

2017年6月，佐治亚理工学院展示了一种全新的4D印刷结构(图4)，使用——，一种常见的4D印刷材料，一种形状记忆聚合物。这种材料可以被编程，所以研究人员可以控制由它制成的支柱按顺序展开。与其他4D印刷结构相比，它们的结构是非常不同的，即它们自己的类型不是普通的结构。这是一种张拉整体结构。这个结构是由著名的美国建筑师富勒提出的。它的特点是重量轻而坚固，能最大限度地利用材料和截面的特性，从而用尽可能少的材料建造超大跨度建筑。

这种4D印刷结构可用于空间建筑。具体来说，它允许较大的航天器结构(如天线)首先被压缩，然后在进入太空后通过热刺激(如阳光)展开。这样，将它们发射到太空会容易得多。

三维打印的应用前景

4D印刷是对3D印刷的改进和完善，具有广阔的应用前景。从4D印刷术的相关研究成果来看，其相对有前途的领域可分为三类:军事、生物医学和文学领域。

1.军队

4D印刷的智能材料能够感知外界的变化，从而达到适应周围环境的效果。美国陆军部投入大量资金开发“自适应伪装作战制服”，主要从三个方面开发，即隐身功能、防弹功能和自适应功能。隐形功能可以使作战服在不同的环境中变色，从而达到伪装效果。防弹功能可根据外力大小调节硬度，保护士兵的人身安全。自适应功能可以使服装调整其特性，如厚度、透气性等。根据外部温度的变化，使穿着更舒适。

4D印刷也可以应用于大型军事设备。在印刷过程中，大型设备部件被压缩或折叠，并在运输到目的地后可以展开成一个完整的整体。这可以大大减少印刷部件的数量并降低成本。据有关报道，采用3D打印技术制造的大型军事装备已经取得突破，但运到目的地后仍需要人力物力进行组装。使用4D印刷技术制造的部件可以自动组装成成品，无需人工组装步骤。

2.生物医学

生物医学将是4D印刷的主战场。因为随着纳米技术和数字智能技术的发展，4D印刷将能够进入人体非常精细的空间进行工作。心脏支架是4D打印的一种，它可以通过血液循环系统注入4D打印的智能材料，到达心脏指定部位后自组装成支架。这将使病人不再需要开胸手术，并减轻病人的痛苦。

2017年12月，加拿大农工大学心灵手巧实验室宣布，它已经制造出一种新的叶子形状的4D印刷结构，由天然蛋白质和水凝胶材料组成。4D印花树叶可以对不同的环境和材料产生物理反应。它是用由银纳米粒子、碳纳米管和蛋白质薄膜组成的特殊树脂印刷的。当浸入水中并暴露在紫外线下时，这种材料会与水反应分解水分子产生氢气。研究人员相信，这项研究最终会认识到3D打印是真正可植入的。换句话说，4D打印的水凝胶叶子标志着3D生物打印器官发展的重要成就。

4D印刷也可以用于癌症治疗。牛津大学圣安东尼学院的荣誉学者奈夫·鲁赞曾声称，利用4D印刷技术，研究人员可以利用脱氧核糖核酸链制造纳米机器人来抗癌。如果能在纳米尺度上运行，4D印刷将在医学领域取得巨大成就。

3.文闯

4D印刷技术的发明者蒂比特领导了一种可以主动变形的鞋子的研发。这款鞋由半透明、轻质、高塑性材料制成，能给人以极致的美感。用来制作变形鞋的材料被称为“活性织物”，它是通过在拉伸织物上用不同层厚和图案的3D印刷塑料编程制成的。一旦力的约束被消除，织物将“跳起来”或被重建，然后变形为预编程的形状。因此，4D印花鞋可以根据人的脚进行改造，自动准确地适应人的脚的脚型。

2015年，美国设计公司N . e . r . v . o . s .系统展示了一件由4D印刷技术公司生产的服装。这件连衣裙是一个复杂的结构，由2279块独特的三角形裁片组成，由3316个铰链连接而成。三角形和连接点之间的张力会随着人体的形状而变化，即使它变胖或变瘦。这件衣服不会不合身。通过计算机软件，服装的数字模型被折叠成较小的形状，然后以压缩形式印刷。当人们从打印机上取下裙子时，它会自动恢复到预设的形状。4D印刷的优点是，一方面，形状可以被挤压成最小的布局，并使用3D印刷技术制造，从而最大限度地利用印刷空间；另一方面，印刷对象可以根据不同的要求自行改变，这是传统制造和3D印刷技术无法比拟的。

4D印花在时尚领域的应用将改变当前的时尚格局。例如，未来的时装店将不再展示时尚或需要库存。取而代之的是，将使用人体3D扫描仪和3D打印机。用户可以根据自己的风格和偏好从电脑中选择相应的模板。系统将自动设计和生成相应风格的服装。

四.结论

3D打印方兴未艾，4D打印受到了各行各业的关注。尽管目前大多数4D印刷技术都处于研发的早期阶段，但它们已经显示出潜在的应用价值。制约4D印刷发展的瓶颈主要是缺乏智能材料和打印机体积小。然而，从3D打印技术30年的发展历史来看，完全有理由相信这些技术难题将被突破，4D打印技术将成为一种全新的智能制造方法。

发展状况文件参考资料:

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如何写好论文现状

农村小学教育现状

总之，本文探讨了相关硕士学位和本科毕业论文的应用前景、发展现状和印刷，以及相关发展现状论文和论文标题写作参考资料的开放报告模式。