研究人员开发出革命性的可逆4D打印

想象一下用吹风机的热量组装一把椅子。可逆4D打印可能最终使其成为现实。

想象一下，你的窗帘自动伸展或缩回，而无需抬起手指？逆转4 d印刷在不使用任何传感器或电气设备的情况下，技术可以使这些“智能窗帘”成为现实，而是在当天的不同时间依赖于在不同时间进行改变以改变其形状的变化水平。

图4D印刷基本上是指3D印刷物体随着热量或水而改变其形状的能力，而其可逆性方面允许其恢复到其原始形状。然而，要使它变回其原始形状通常需要手动拉伸或拉动物体，这可能是费力且耗时的。

近年来，可逆4D打印技术的研究取得了成功的突破，在这种技术中，物体可以在没有任何人工干预的情况下恢复到原来的形状。这通常涉及使用水凝胶作为刺激实现可逆4D打印。

作为水凝胶缺乏机械强度，当用于承载应用时，它成为一个限制。与此同时，其他利用不同层状材料作为水凝胶替代品的研究工作，只会使可逆驱动过程更加繁琐。

为了解决这些挑战，新加坡技术大学的研究人员与南洋科技大学合作，通过使其可逆，无需水凝胶，无需水凝胶或人为干扰即可彻底改变4D打印。该研究工作仅使用两种材料，VerowhitePlus和TangoBlackPlus，与使用水凝胶相比，在3D多角形打印机中打印并兼容。研究人员还证明了他们的论文中，这些材料能够在致动期间和之后保持相当大的机械强度。

该方法由弹性体的溶胀组成，用乙醇代替水凝胶溶胀以诱导过渡材料的应力。加热时，过渡材料将其形状改变为第二形状。在乙醇中被弹性体中干燥后，再次加热过渡材料，然后将其恢复到其原始形状，因为弹性体由于在干燥后的弹性能量而储存过渡材料。

弹性体在整个过程中起着双重作用。它既用于编程阶段的应力诱导，又用于材料恢复阶段的弹性能储存。

这种可逆4D打印过程也被证明，当材料还原到原始形状时，比人工拉伸或诱导应力更精确。虽然还处于起步阶段，但这一突破性的发展在未来提供了广泛的应用，届时将有更多的机制和材料可用来印刷。“虽然可逆4D打印本身是一个巨大的进步，但它能够使用更坚固的材料，同时确保在形状变化时更精确的反转，这是革命性的，因为它允许我们生产传统制造难以实现的复杂结构。”通过依赖环境条件而不是电力，它使游戏规则改变了各个行业，完全改变了我们设计、创造、包装和运输产品的方式，”蔡棋凯教授说，首席研究员和工程产品开发主管SUTD。