苏黎世着名的瑞士联邦理工学院（ETH Zurich）的研究人员正在快速发展的四维打印领域开创新局面。正如机械与工艺工程学院教授Marius Wagner，Tian Chen和Kristina Shea所做的一项新研究所指出的那样，形状记忆聚合物被认为是创造具有增强适应性和控制能力的4D打印品的重要催化剂。根据作者在科学杂志3D Printing and Additive Manufacturing中发表的文章，使用这些专用聚合物可以使预定面积变化高达200％的打印品。换句话说，这些尖端的打印效果可以扩大到原来尺寸的两倍，为未来的制造打开了无限的可能性。

世界的4D打印的支持者已经有很长时间了，3D打印的发展是第四个维度。作为世界各地实验室中最值得颂扬的创新之一，这种（字面上的）扩展技术使科学家能够3D打印物体，重塑自己或随着时间的推移自组装成预定的结构。尽管在研发阶段仍是一项技术，但未来4D打印的前景将是光明的，最近被Gartner“2017年新兴技术热潮周期”报告评选为未来5年的大趋势。

现在，苏黎世联邦理工学院的研究人员正在迅速努力，使这个未来成为现实。正如他们的论文“Large Shape Transforming 4D Auxetic Structures”中所解释的那样，瑞士工程团队表明，除了适应和恢复之外，4D打印结构的面积可以达到百分之二百。事实证明，引导这些复杂几何的关键在于热激活。通过在鼓胀的超材料中进行3D打印，即，形状记忆聚合物与热粘弹性材料的性质，时间可以作为第四个维度 - 什么时候以及如何告诉它。

苏黎世联邦理工学院的研究人员解释道：“4D打印在配置变更无法手动实现以及机电驱动不可行的情况下（例如在航空航天和医疗领域）具有很大的潜力。 另外，4D设计还具有体积和支持减少的优势。”

实验一直在开发4D打印的前沿，但是这一次，苏黎世联邦理工学院的团队密切关注了前人的过去的挑战。在对其他研究人员进行的一系列广泛的项目进行研究之后，小组选择实施可以平铺形成活动结构的材料。随后，他们能够更专注于设计的编程方面，重新强调简化的程序。

尽管“膨胀性超材料”听起来像是一口气，但研究小组认为，所提出的超材料实际上是一种单一的材料，通过廉价的喷墨打印工艺由市售产品合成。在这种情况下，苏黎世联邦理工学院的科学家使用Stratasys Objet500 Connex3 3D打印机来制作超材料，主要由Stratasys的PolyJet系列的VeroWhitePlus RGD835制造。该团队指出，这种对现有材料和设备的创新使用，也扩大了在各种应用中制造4D设计的潜力。

编译自：3ders.org