3D和4D打印技术将对智能工业化产生怎样的影响？

▲简单的4D打印结构，遇水会自动变形

智能机器人、无人机、3D打印机这样的产品正在一步步改变人们的传统观念，“中国制造2025”的时代即将到来。不过，当我们还在感叹3D打印给制造业带来的新活力时，4D打印技术却已经悄悄兴起。在未来的4D打印机时代中，大部分产品不需要借助于工厂进行生产，更多民用4D打印机走进我们的生活，只需要一台电脑、一台打印机、部分原料，就可以制作我们需要的产品。

信息时代的发展已经超越人们的认知，越来越多像智能机器人、无人机、3D打印机这样的产品正在一步步改变人们的传统观念，“中国制造2025”的时代即将到来。在产品制造领域，当我们还在庆幸于3D打印给人类的产品生产带来更多活力的时候，4D打印技术却已经悄悄兴起。4D技术的独特之处在于，能够提前按照预先设定好的模型程序，在三维空间里实现时间维度的变化，制作出固定形态的产品。


4D打印
4D打印的核心关键就是在3D打印的基础上增加了一个“D”的维度，也就是时间“T”。我们也可以这样理解，3D打印技术是具有固定形态的物品，随着使用时间的推移，它的形态具有完整的固定性，不能发生形体上的改变，而4D打印可在某种环境因素（如水、光、电）的刺激下发生变化。也就是说，4D打印拥有自我变形的能力，可以省去产品的装配环节。

▲一个更复杂的4D打印结构，同样遇水会自动变形

有很多人对4D技术还感到非常陌生，其实3D与4D的概念几乎是同时提出来的，但是大家关注的焦点几乎全在3D技术身上，忽视了对4D打印技术的关注。其实，无论是从实际的应用价值还是未来发展的前瞻性上，4D打印都更具有产品升级的革命性，它能够引发整个商业模式的改变，对整个制造业产生颠覆式影响。

4D打印技术最早是由美国提出的，但一直没有引起太多重视，直到2014年10月8日，美国《外交》双月刊发表了一篇名为《准备迎接4D打印革命》的文章，才让更多的国家开始关注4D打印，开始着手在医疗、军事、工业等领域实践这种新技术。

4D打印技术的发展，无论是对于正在寻求工业再发展的欧美发达国家，还是正处于产业结构转型关键时期的中国来说，都是一次难得的机遇和挑战。

▲又一个4D打印结构，会在热水刺激下自组装

随着工业革命的不断进步，人力资源不再成为工业生产中的必备要素，只需要人类进行提前的程序输入，就可以使用4D打印机实现零部件的自主生产，它可以应用到汽车、机床等各个工业化生产过程中，工业发展正在面临一场以3D、4D打印技术为核心的新技术革命。

同样，对于中国来说，也是一个很大的机遇。这种新技术刚刚兴起，各个国家和企业还处于同一起跑线上，可以说这是中国有史以来第一次参与到工业革命的兴起过程中，我国在3D打印技术方面并不比欧美国家差，甚至在某些领域还要优于西方国家。

但是，我国3D打印技术企业还在采取传统企业的经营方式，依靠购买核心技术，进行设备生产和销售，导致3D打印在国内的产业化和市场接受度仍然较低。同时，我国进行3D打印技术研究生产的机构相对较少，没有出现明星级企业和专业的产品生产集群，也就导致整体科研水平与国外相比仍有差距。以人力为核心的工业化生产仍然是现在工业模式的主流，新型的产品生产技术无法打破传统模式的限制，也就不能实现大规模的产业化生产，产品生产过程中创新的缺失，也成为阻碍3D打印技术得到发展重要因素。

未来，大部分产品将不再需要通过工厂生产，因为更多民用4D打印机将走进我们的生活 — 只需一台电脑、一台打印机，以及原材料，我们就能自行制造出想要的物品。即使是一些精密的复杂产品，我们也可以通过物联网大数据平台，提出自己的需求，实现个性化私人订制，传统商业模式将彻底失去价值，全球市场的发展模式将进入一个新的阶段。

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来源：中国机床商务网