蘇黎世研究員率先開發出能承重的4D列印結構

據悉，蘇黎世聯邦理工大學（ETHZ）工程設計與計算實驗室的研究人員成功開發出一種4D列印結構，它能以一種完全受控的方式來改變自身形狀，從而使得研究人員能指導材料的反應。

這些結構也能承受重量。ETHZ團隊率先開發出這種能承重的4D列印結構。

研究人員開發了一種致動元件，可刺激4D列印結構或縮回或延展。隨後這些元素被組合在一起，以創建更複雜的結構。由於結構一次只能採取縮回和延展中的一種狀態，研究人員可以預測結構的穩定三維形式。這也使得結構能採取多種穩定形式。通過使用自己開發的模擬軟體，研究人員能預測結構將要採取的形狀，以及對應所需要的刺激。

研究人員用一台多材料3D印表機和兩種材料來列印這些結構。材料之一是一種剛性聚合物，構成了結構的大部分；另一種是一種柔性彈性聚合物，構成了結構的移動部分。整個結構是一次性列印出來的。

「4D列印有幾個優點，」研究人員說，「一次性列印出一個帶有剛性和彈性部分的平面初始形狀是非常高效的。直接生產3D物體或用不同的部件組裝成3D物體要複雜得多，並且更耗時。」

此外，4D列印還有運輸上的優勢。運輸時它們呈平面狀態，節省了空間和裝載難度，一旦到達目的地，它們就擴展成預先設計好的3D形狀。4D列印技術常應用於航空航天領域，但ETHZ研究人員也在尋找新的應用，如可以打開和關閉的閥門，或醫用支架。

目前雖然研究人員正在手工操縱這些結構，但他們正在研究一種能讓結構對溫度作出反應的技術。他們還在研究氣動管或膨脹材料，這些材料可以讓結構對濕度作出反應。

（編譯自3ders.org）