︿
Top

淺談4D列印及第4個D之發展趨勢

瀏覽次數:4475| 歡迎推文: facebook twitter wechat twitter twitter

科技產業資訊室 - May & 吳一心 發表於 2015年1月14日

今年,3D列印已屆30周年並成為發展最快且有無限可能的科技之一,3D列印價格已降到1000美元以下,甚至售價 200 美元。研發人員正研發可自行改變形狀的「智慧」材料,因此3D列印正往第四度空間前進--4D列印前進。


最近,香港公司MakiBox 開創號稱是目前最便宜的 3D 印表機,售價 200 美元,印出產品品質,跟 500 美元等級的機器相似,由一家在香港的硬體新創公司 MakiBox 獨立設計、開發、製造以及銷售。超低定價不是為搶佔市場,MakiBox 的製造哲學是:個人化的、極小規模的、高彈性生產模式。

什麼是4D列印中的第4個面向呢?

如今,研發人員正研發可自行改變形狀的「智慧」材料,因此3D列印正往第四度空間前進--4D列印,又稱為適應性積層製造 (adaptive additive manufacturing)。

4D列印是最近被塑造出來的流行名稱,可歸因於物體隨時間改變形狀。4D列印在物體的長、寬、高當中增加了「時間」面向,有了時間面向(刺激),物體具有適應性並有自我進化的能力。

雖然這並非新的概念,科學家對於4D列印出的物品的興趣卻持續增加,形狀記憶合金(shape memory alloy)便屬於這種科技,運用溫度改變來刺激形狀改變。其他過程包括加壓液體(pressurized fluids)、電活性聚合物(electroactive polymers)及化學製品的運用以及對光反應的「智慧」材料。

進行當中4D printing研究

近來,位於美國麻薩諸塞州Nervous System設計工作室列印出可完全應用4D列印科技的可穿戴式洋裝。

麻省理工學院(MIT)的研究員Autodesk及Stratasys正研究一些秘密材料去發展新的且有經濟效率可行性的4D列印應用。他們結合不同種類具有變形能力的聚合物跟纖維,例如對於熱或水的刺激之下的反應。目前,由麻省理工學院Skylar Tibbits領導團隊與知名4G列印公司Stratasys進行研究。他們想了解在加入「時間」(第四面向)條件之下的4D,是否可以印出精準且程式化改變物品之形狀與質性,而並非僅列印靜態的物品。

MIT研究員已經用了兩種材料並運用3D列印,製造出具有可適性(adaptive)的物品。一個是由Stratasys配方的吸水材料,目前是一個秘密。另一個是在僵硬狀態的堅硬塑料。他們還從吸水材質中創造出15 x 15吋平面方格,可作出複雜的幾何結構。

MIT媒體實驗室Dan Raviv博士表示:「我們的方法是利用不同特質的材料列印出3D結構:一種是保持僵硬,另一種則是可延伸原本材質的兩倍。延展性材料會策略性的放在主架構上,產生連結點,可以延伸摺疊,形成範圍更廣的形狀,就像是當被水活化時彎曲的稻草。例如:一個3D列印縮寫『MIT』的形狀演變到另一個形狀看起來像是縮寫『SAL』。」

未來4D printing 

未來,4D列印可廣泛應用於改善在須適熱性或是濕性的產品,特別是可隨環境改變形式的衣服、鞋子。4D列印也可應用於健康照護產業,將預先程式化好的自我解體材料植入人體中。Raviv博士表示:「對於在人體裡的物件,我們想要縮小10到100倍,對於家用產品,我們想要增大10倍」。將來,4D列印加上時間第四面向,可望生產出撼動人心的新產品。(1066字;圖1)

mech_10556_20150114.gif

參考資料:Adarsh Verma (December 27, 2014),What is 4D Printing and Its 4th Dimension? http://fossbytes.com/4d-printing-4th-dimension/

本網站相關連結
  1. 3D列印產業呈現高度成長達32%
  2. 2015年Top 10策略科技趨勢
  3. 2015年全球3D印表機出貨量倍增
  4. 消費性3D列印仍需要五年才能走入主流
  5. 2018年全球3D列印市值達162億美元

 
歡迎來粉絲團按讚!
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
【聲明】
1. 科技產業資訊室刊載此文不代表同意其說法或描述,僅為提供更多訊息,也不構成任何投資建議。
2. 著作權所有,非經本網站書面授權同意不得將本文以任何形式修改、複製、儲存、傳播或轉載,本中心保留一切法律追訴權利。