4D打印-智能材料的增材制造技术.pdf

加工技术与 DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2014．05．001 4D打印一智能材料的增材制造技术 李涤尘 ，刘佳煜 ，王延杰 ，王永泉 ，‘王树新 (1．西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室．陕西西安 710049； 2．天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室。天津 300072) 摘要：4D打印是指智能材料的增材制造，智能材料结构在3D打印基础上在外界环境激励下随着时间实现自身的结构变化。4D 打印是3D结构打印与智能材料性能的结合。阐述4D打印的基本技术特征，介绍了目前国际上利用增材制造技术制备智能材料 的研究发展状况，展示了几种典型应用 ，给出了在此方面的研究初步进展 ，并分析了4D打印技术发展的趋势。 关键词：增材制造；智能材料；智能结构 中图分类号：TP24 文献标识码：A 文章编号：1009—9492(2014)05—0001—09 4D Printing-AdditiveM anufacturingTechnologyofSmartMaterials LIDi-chen，LIUJia-yu，WANGYan-jie，WANGYong-quan，WANGShu—xin (1。StateKeyLaboratoryforManufacturingSystemsEngineering，XianJiaotongUniversity，Xian710049，China；2。 KeyLaboratoryofMechanismandEquipmentDesignofMinistryofEducation，TianjinUniversity，Tianjin300072， China) Abstract：3D Printingtechnologyofsmartmaterialsmakesitpromisingtofabricatecomplexsmartmaterialsystemsofarbitraryshapes． 4D Printingtechnoloyg ，combining3DPrintingtechnologyandsmartmaterials，referstothetechnoloyg touse3DPrintingtechnologyto fbaricatesmartmaterialsystemscapableofchangingshapesovertimeinacontrolledfashionunderexternalstimuli，suchaselectricor magneticfield， temperature， moisture， light， pH etc．W ereview recentadvancesand applicationsofAdditiveManufacturing technoloyg ofsmartmaterialsandthedevelopmentofthenovel4D Printingtechnoloyg．Wealsoprovideabriefoutlineofourresearchon AdditiveManufacturingtechnoloyg ofsmartmaterialssystemsand4DPrintingtechnoloyg． Keywords：AdditiveManufacturing；SmartMaterial；SmartStructure 0引言 而 ，由于智能材料制造工艺的复杂性，传统智能 智能材料结构又称机敏结构 (Smart／Intelli． 材料制造方法只能制造简单形状的智能材料，难以 gentMaterialandStructure)，在外界环境刺激下 ， 制造复杂形状的智能材料结构，智能材料的传统制 如电磁场、温度场、湿度、光、pH值等，智能材