4D打印技术及其军事应用前景

徐可 李晓红

目前，增材制造技术主要包含3D打印和4D打印等。其中，3D打印可在打印区域的长度、宽度和高度3个维度成型具有任意复杂形状的构件，它要求构件的形状、性能和功能永远稳定。4D打印则在3D打印的基础上，与自组装技术相结合引入了时空维度：通过对材料或结构的主动设计，使构件的形状、性能和功能在时间和空间维度上能实现可控变化，满足变形、变性和变功能的应用需求。

因此，4D打印技术的本质是3D打印技术与可变形材料、新型设计技术的统一体：借助先进的多材料3D打印工艺，采用可变形材料作为原料，在对材料形变精准预测的基础上开展动态设计，使最终产品具备所需特性。这种独特的能力使4D打印技术有望制造出具备颠覆性功能的产品，从而变革产品制造、装配、储存、运输等环节，非常契合国防领域的需求。

4D打印技术与3D打印技术的区别

3D打印技术是一项诞生于1984年的快速成形技术，通过计算机辅助工具，将三维数字模型逐层堆叠成形。而4D打印技术则更进一步，采用新型材料和先进设计技术，使制造出来的实体形状、性质能够可控变化，从而实现特殊功能。

3D打印与4D打印技术的区别对比

一是打印材料不同。3D打印技术通常采用形态稳定且不易产生较大形变和性变的热塑性塑料、金属、陶瓷等材料;而4D打印技术则采用可在特定条件下产生特定形变和性变的可编程材料，从而赋予产品更多的功能。

二是形变和性变能力不同。……