3D打印技術興起未久，便經歷了一場真真切切的“變形記”，衍生出了4D打印。兩項接踵而至的新技術并肩發(fā)展，不斷推陳出新，讓人應接不暇。不覺間，4D打印技術已經誕生4年有余。下面就讓我們一起來看看，在初生的這幾年里，4D打印走過了怎樣的成長之路。

2013年2月25號，在美國加州舉辦的TED2013大會上，美國麻省理工學院(MIT)自動化實驗室創(chuàng)始人斯凱拉·蒂比茨通過一個完整的實驗向與會者展示了4D打印技術，首次提出了4D打印的概念(4D，即在3D基礎上增加“時間”這個維度)，標志著4D打印的誕生。這項技術由麻省理工與Stratasys教育研發(fā)部門合作研發(fā)，具體來說，是把一種可自動變形的材料放入水中，它就能按照產品的設計自動折疊成相應的形狀。

同年10月，美國科羅拉多大學便緊隨麻省之后，與新加坡科技設計大學合作，推出了新的4D打印技術。這兩所高校的科研人員制造出了可以基于不同的物理力學原理自動變形的復合材料，從而對蒂比茨的4D概念進行了擴展。

麻省理工作為4D打印的發(fā)源地，很快便取得了新的進展。2014年5月，來自MIT的設計師已經開始將去年剛剛誕生的技術應用于實踐。他們構思用4D打印技術造裙子，它可被壓縮成一團，一受刺激就可攤開成合身的長裙，買家更可自行將之用3D技術打印出來。

時間來到2015年，又一所美國高?！鞅贝髮W開始進軍4D打印領域。該校從美國國防部多學科大學研究計劃項目中獲得為期5年850萬美元的資助，重點開發(fā)下一代印刷技術——4D打印機。該項目一旦成功，將被用來構造化學、材料科學和美國國防有關領域研究的新器件，可能會產生新的化學和生物傳感器、催化劑、芯片設計和特別材料。

2016年可以說是4D打印在我國落地生根的一年。這年3月，我國第四軍醫(yī)大學西京醫(yī)院聯合西安交通大學為一位氣管軟化性狹窄患者制作了4D打印氣管外支架，并順利完成了植入手術。這個4D打印支架在未來2到3年內會逐漸降解被人體吸收，免除了患者二次手術取支架的痛苦。同年9月，該院再次聯合西安交通大學，應用4D打印可降解氣管外支架，為出生僅5個月的患兒實施復雜先天性心臟病、雙側支氣管嚴重狹窄手術治療，打通了生命通道。這次用4D打印技術救治嬰兒復雜先天性心臟病合并雙側氣管嚴重狹窄的手術在國際上尚屬首次。

今年以來，4D打印的新技術更是不斷涌現。3月，美國達特茅斯學院的研究人員用輪烷類化合物開發(fā)出一種超強的智能材料，并利用3D打印技術，使之成為一種納米級的4D打印材料——聚合物晶格立方體，能舉起15倍于自身重量的物體。4月，美國喬治亞理工學院、新加坡科技設計大學和我國西安交通大學的研究人員通過多材料3D打印機打印形狀記憶高分子層來制作物體，這一新方法大大簡化了過程并增加了4D打印的潛力。同月，美國國家航空航天局開發(fā)出了打印金屬材料的幾何結構和功能的4D打印技術，并計劃將其應用于太空探索……

可以看到，自4D打印技術問世以來，其研究與開發(fā)活動主要還是在它的誕生地美國進行。我國目前也已有高校參與4D打印技術的研發(fā)，并且國內已有了成功的醫(yī)學應用案例，正等待著更多科研機構的關注與探究。相信這項省略了機器制造環(huán)節(jié)的顛覆性技術會與3D打印一道，對未來的制造業(yè)以及其他行業(yè)產生更多的積極影響。

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