2013年，在美国加州举行的TED大会上，上演了一幕“梦幻”般的场景：当科学家把一根由3D打印出来的复合材料管放入水中，不一会儿，这根置于水中的细管竟像蛇冬眠后苏醒一样，慢慢移动、旋转，最终形成了一个正四面体。整一个完整的过程全部自主完成，没有一点外力驱动，在场观摩者无不瞠目结舌。

  莫非科学家“转行”做了魔术师？当然并非是，这一魔幻般的场景要归功于4D打印技术。

  事实上，新技术总以超乎我们预见的速度发展，就在很多人还对3D打印技术保持“观望态度”的时候，4D打印已经“悄然”出现。

  那么，什么是4D打印呢？简言之，就是“3D+时间”。平时常见2D打印就是在平面上打印，比如打印文档、照片等，其中“2D”指的是两个维度，即长、宽，3D打印则是在2D打印的基础上增加了一个高度维度。那么，4D打印就是在长、宽、高的基础上又加了一个时间的维度。简单说，4D打印就是打印出可以随时间变化而改变的物体。

  4D打印技术基于“可编程物质”和3D打印技术，它将两者完美结合。4D打印的原理为“可编程物质”经过编程设计后，利用3D打印技术打印出三维物体，在预定的刺激下(如放入水中，或者加热、加压、通电、光照等)，物理属性(包括形态、密度、颜色、弹性、导电性、光学特性、电磁特性等)实现自我变化。其中，“可编程物质”是指能够以编程方式改变外形、密度、导电性、颜色、光学特性、电磁特性等属性的物质。由于4D打印技术在传统3D打印技术的基础上加入了时间元素，被打印出的物体可以跟着时间推移自主在形态上发生调整，打印过程不再是创造过程的终结，而仅仅变成一条路径。

  这种革命性新技术能够最终靠软件设定模型和时间，变形材料（可编程物质）会在设定时间内快速成型。4D打印技术能通过软件设定模型和时间，变形材料会在设定的时间内折叠为所需的形状。相对于3D打印技术，4D打印技术更加“智能”，物料可自行组装，具有经济、方便、高效、直接等优点。

  4D打印技术直接将设计融入到材料当中，让打印出的产品能够自行变形，无需连接任何复杂的机电设施。它简化了传统造物过程中从“设计理念”到“实物”的繁杂流程，颠覆了物件的制造模式，从而大幅度的降低了制造复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺，不需要庞大的机床，不需要众多的人力，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。

  如今，4D打印技术在经济生活中的广阔应用吸引了大量研究，在军事领域中也存在巨大的潜在应用前景。

  一是缩短武器装备升级周期。传统武器研发常常要进行建模，先模拟后制造。虽然整个研发流程紧密衔接，但是环节多且比较分散，冗长的结构链致使武器装备研发周期长。4D打印可以让武器建模发生根本性转变：紧密结合的硬件和软件，能够彻底改变传统武器装备研发中“需求导向设计实验制造研发”流程，使设计建模到产品成型高度一体化，无需考虑复杂的模型结构或者依赖高精尖的辅助设备，快速缩短产品成品所需时间，加快了武器装备更新换代的周期。

  二是制造智能化武器装备。信息化战争对武器装备的适应性提出了更高的要求，单纯依靠武器装备固有属性组合已难以适应多变的战场需求，亟需包括武器装备在内的作战力量能根据不同战场“情景”做出“适应性”调整。4D打印技术可将多种可能的修正要素通过编程预设在打印材料方案中。因此，在使用打印成型武器后的武器时，使用者可根据战场不一样的情况，驱动武器实现自我变形或修正，“变身”为有明确的目的性的武器。例如，可通过4D打印技术打印防护服，这种防护服能像变色龙一样，其迷彩和斑块的明暗与大小，可随光线强弱和战场周围环境自动变化和调节，极大增强战场行动的隐蔽性。

  三是变革军事联勤保障。联勤保障在战争中起着十分关键的作用，是决定战争胜负的关键之一。现代战争胜负的角逐，不仅是作战能力的抗争，也是联勤保障能力的比拼。通过4D打印技术，可将更多武器装备制造成折叠状态，减小装备体积，方便远程机动，减少长途运输中有几率发生的不必要损坏。4D打印出的半成品将有更强的可塑造能力和环境适应能力，也有望减少装备器材的种类和库存数量，提高联勤保障效率，发挥更强的作战效能。

  四是实现战场“快速精确”保障。战场环境复杂多变，装备损毁后很难得到及时修复，影响作战任务的正常执行。如果战损装备能获得及时修复，那么整体作战效能便能大大增强。在战场上应用4D打印，可有效解决长距离复杂环境下快速运送维修的问题，还可以实现武器装备实时自我修复。例如，如果零部件被击毁需要换件修理，而手头有没有备用件，可完全借助4D打印技术打印出合适的型号进行更换。

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