3D打印方兴未艾，4D打印研发加速！
- 来源：中国智能制造网
- 编辑：今夕何夕
- 2018/8/22 11:50:49
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【中国智能制造网 本站原创】如今，3D打印技术已经在建筑、医疗等领域发挥着巨大的作用，随着技术的不断成熟，4D打印的研发速度也日益加快，未来会给各个行业带来许多改变。
当今时代，机器人、无人机、3D打印等技术不断成熟，并逐步融入企业的生产制造和人们的日常生活中。这些技术的运用，在信息化时代为各个行业的发展注入动力的同时，也使得多个行业必须面对新一轮的产业革命和技术变革。
3D打印产业发展如火如荼
作为前沿技术之一，3D打印自从兴起之时就广受关注。采用3D打印技术，可以直接将虚拟的数字化实体模型转变为产品，并在产品生产制造的过程中极大地简化生产工艺和生产流程。
同时，3D打印技术在一定能程度上颠覆了传统的生产制造模式，大幅的降低了设计研发成本，缩短了产品的研发周期，并为结构复杂的零部件生产创造了条件。因此，世界各国都加紧了对3D打印技术的研究，这使得3D打印产业呈现出日益火爆的发展格局。
放眼，目前3D打印产业已经逐步形成了以美、欧等发达国家和地区为主导，亚洲国家和地区后起追赶并积极研发新技术的态势。从总体来看，3D打印的市场规模逐年增加，在2010-2016年期间，3D打印市场的年均复合增长率为超过20%，可谓是增长迅速。
作为发展中大国，我国也高度重视对新兴技术的研发。自从20世纪80年代末起，我国开始启动关于3D打印技术的研究。经过多年的发展，我国3D打印产业化步伐明显加快。尤其是近两年，我国3D打印产业发展速度飞快。至2016年，我国3D打印的产业规模已经达到了11.87亿美元(约80亿元人民币)，复合增长率为49%。
材料成影响打印效果的关键因素
在3D打印产业规模日渐扩大、应用程度不断深化之时，各界人士对3D打印技术的认可程度也在不断提升，采用3D打印来生产产品日益成为一种新的趋势。那么，在影响3D打印产品质量的多种因素当中，哪些因素较为重要呢？
经过不断的探索和钻研，研究人员逐渐认识到：在打印方式、打印材料、打印流程等影响3D打印产品质量的多重因素中，材料对3D打印产品效果的呈现起到至关重要的作用。因而，选取合适的材料成为很多研发设计人员努力提升3D打印效果的突破口。
一般来说，在3D的流程中，往往会经过设计研发、材料选取、打印样品、批量生产等多个环节和程序。针对不同的产品，3D打印选择的材料也不一样。目前，市场上被广泛采用的3D打印材料主要包括聚合物材料、金属类材料、粉末类材料、陶瓷材料以及复合材料等，每种材料因为性能不同而被用于生产制造不同的产品。
例如，陶瓷材料。通常来说，硅酸铝陶瓷粉末能够用于3D打印陶瓷产品。企业采用陶瓷材料是看重了陶瓷材料所具有的不透水、耐热、可回收、无毒等多种优势，因此，陶瓷可用作为餐具、瓷砖、花瓶、艺术品等家居装饰材料。
虽然3D打印陶瓷材料具有多种优势，但其强度不高等缺陷也较为明显。如何利用材料进行打印、降低材料对3D打印效果的限制，也成为了业界人士积极思考和钻研的问题，并督促着科研人员不断加快研发新技术的速度。
4D打印研发取得新进展
随着技术的不断成熟，利用3D打印技术生产产品已经成为了未来打印行业实现快速发展的重要途径。与此同时，世界各国也加紧了对于4D技术的研发，一些国家和地区已经在4D打印方面已经取得了一些新成果。
近日，据媒体报道，香港城市大学的研究团队已经在4D打印技术方面取得了新的突破。针对陶瓷熔点较高、现有的3D印刷陶瓷前体通常很难变形、制造复杂形状的陶瓷困难重重的状况，该团队开发出了一种新型的“陶瓷墨水”材料。
据悉，该新型材料是聚合物和陶瓷纳米粒子的混合物，采用这种新型陶瓷墨水打印出来的3D陶瓷前体非常柔软，可以实现拉伸到初始长度3倍的良好效果。同时，运用适当的热处理工艺，这些柔韧且可拉伸的陶瓷前体就可用于制造具有复杂形状的陶瓷，这对于打印具有多种形状的产品是大有助益的。
据业内人士分析，陶瓷4D打印系统为拥有复杂形状且质地坚固的陶瓷产品未来实现大规模量产提供了条件。虽然说目前的4D打印技术还处在研发阶段，采用4D打印技术来生产制造产品还没有普及开来，但是在多方共同努力之下，未来的4D打印技术可以在电子产品的生产、航空航空产品的制造方面发挥出巨大的作用，并成为我国相关行业实现发展的新引擎。
处于信息化时代、为在化竞争中获取更大的优势，世界各国在前沿技术方面的竞争将会日益激烈。随着3D打印技术与实体经济的结合程度日益加深、4D打印技术的研发不断提速，相关行业将迎来快速变革时期，在重重考验中逐步发展壮大起来！
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