3D打印還在路上，很多人還對(duì)其持觀望態(tài)度，盡管業(yè)內(nèi)異常熱鬧，有種欲改變制造業(yè)模式的態(tài)勢(shì)，但進(jìn)入生活應(yīng)用似乎還需要一些時(shí)間。而新技術(shù)總是以超乎我們預(yù)見(jiàn)的速度發(fā)展，正如智能穿戴在一夜之間從科幻片中走出并走入了我們的生活中一樣，4D打印也是如此，在我們還沒(méi)有預(yù)見(jiàn)的時(shí)候一夜之間便進(jìn)入了我們的視野。
關(guān)于4D打印我們需要一些基本的了解，在我們最為熟知的概念中普遍認(rèn)知是2D打印，也就是在平面上打印，比如打印個(gè)文檔、文件、圖紙、照片之類(lèi)，也就是X、Y的構(gòu)成維度。而到了3D打印，通俗的理解就是在X、Y維度的基礎(chǔ)上增加一個(gè)Z的維度，就構(gòu)成了三維立體。但到了4D打印，所增加的維度不僅是X、Y、Z所構(gòu)成的立體維度，而是在這些維度之外再增加時(shí)間維度。簡(jiǎn)單理解，所謂4D打印就是在一個(gè)立體維度的基礎(chǔ)上，再增加一個(gè)維度，就是時(shí)間。
2D、3D、4D，看起來(lái)像個(gè)等差數(shù)列，實(shí)際上就是每一級(jí)增加了一個(gè)D，即打印出來(lái)的物體增加了一個(gè)維度（dimension）。如果說(shuō)2D是X、Y；3D是X、Y、Z；那么4D則是在X、Y、Z的基礎(chǔ)上增加了T。這就意味著4D打印融入了時(shí)間，4D打印就是打印出可以隨時(shí)間變化而改變的物體，而這種改變我們可以理解為自我組裝。
目前，國(guó)際上對(duì)于4D打印的理解主要是基于麻省理工大學(xué)一個(gè)叫NervousSystem的工作室所開(kāi)發(fā)的一套4D打印系統(tǒng)Kinematics的試驗(yàn)，那些3D打印出來(lái)的鉸鏈?zhǔn)饺切∧K，在一定的外在介質(zhì)下，可以在特定的時(shí)間自我組裝成各種不同結(jié)構(gòu)的物體。
當(dāng)然，我們也可以理解為變形金剛將真正走入我們的生活，不過(guò)這種自我組裝并不是憑空想象出來(lái)的，其原理就是將這種通過(guò)時(shí)間而要形成的改變?cè)诖蛴r(shí)直接打印在原型材料的模型中。
NervousSystem為此專(zhuān)門(mén)為Kinematics制作了一套模型設(shè)計(jì)軟件，通過(guò)這套軟件進(jìn)行4D打印的模型設(shè)計(jì)。會(huì)進(jìn)行模型設(shè)計(jì)只是4D打印的起步，除了事先設(shè)計(jì)好的模型之外，想要讓基礎(chǔ)打印的原型實(shí)現(xiàn)自我組裝成型，一定要借助于外在的介質(zhì)，或者可以理解為“催化劑”。在麻省理工的自組裝實(shí)驗(yàn)室所提出的4D打印概念中，所采用的這種“催化劑”是水。
通過(guò)預(yù)設(shè)定的模型，而后將3D打印出來(lái)的材料扔到水里，各個(gè)小模塊接合點(diǎn)被水浸入后，就會(huì)按照預(yù)先設(shè)定的位置進(jìn)行伸展或彎曲，自動(dòng)完成最后整個(gè)組裝過(guò)程，這是麻省理工關(guān)于4D打印最為直觀的一項(xiàng)試驗(yàn)演示。
而其中有幾項(xiàng)非常關(guān)鍵的要素，一是材料能夠具備“時(shí)間”的認(rèn)知；二是觸發(fā)自我組裝的“催化劑”也就是介質(zhì)，不一定只能是水，根據(jù)不同的打印材料，也有可能是光、熱、聲音、震動(dòng)、氣體，甚至是電子觸發(fā)。
盡管目前4D打印還只是處于概念階段，并且能夠支撐或者說(shuō)具備時(shí)間認(rèn)知能力的材料還很少，但科技的發(fā)展在出現(xiàn)苗頭后總會(huì)以驚人的深度裂變。如果說(shuō)3D打印改變的是制造業(yè)生態(tài)；那么4D打印改變的將是整個(gè)商業(yè)生態(tài)。
最簡(jiǎn)單的例子就是宜家將會(huì)被改變，未來(lái)，當(dāng)我們擁有一臺(tái)4D打印機(jī)，在家里或是特定的地方打印幾層材料，我們只要放在陽(yáng)臺(tái)給它洗個(gè)澡，過(guò)一會(huì)兒，一個(gè)書(shū)桌就自動(dòng)組裝好并呈現(xiàn)在我們眼前了，我們不再需要親自動(dòng)手組裝。因此，4D打印所帶來(lái)的不僅是材料的革命，更是商業(yè)生態(tài)的革命。