当这项技术的研发者——美国麻省理工学院和明尼苏达州与以色列合资的一家公司的代表斯凯勒·蒂比茨教授，在2013年2月26日于加州长滩举行的TED会议上首次公布了这条信息后，立即引起媒体和业界的高度关注，并使人们不由地发出这样的感叹：科学技术的发展真是新奇而又神速啊！

　　4D打印技术是在3D打印的基础上发展起来的。3D包含的3个维度指的是长度、宽度和高度，利用3D技术可以打印出从牛排到手枪等无数产品；而4D打印增加的一个维度是指时间。因此有人将4D打印技术的概念简化为这样一个公式：4D=3D+时间。

　　与3D打印技术相比，4D打印的最大特点和优点是，产品打印出来后，会随着时间的推移，按照预先设定的模式和时间，自我调适，慢慢改变形状。例如，一根管子可以根据水流量的大小膨胀和收缩，或者自行起伏波动来传送水流；一根绳子可以将自己扭转成一个立方体；一只咖啡杯会根据咖啡的不同温度作出适当调整；或者使购回的家具按照不同需要自行组装……

　　这些特异功能之所以能够实现，关键依靠两条：一是创新的设计理念和计算机软件；二是采用了特殊的原材料。

　　就设计理念而言，传统的造物过程一般是先模拟后制造，或者一边建物一边调整模拟效果。与3D打印的预先建模而后使物料成形不同，4D打印利用欧特克公司设计的新软件Cyborg，直接将设计内置到物料当中，在物料内嵌入了改变形状的能力，简化了从“设计理念”到“实物”的创造过程，让物体如同机器一样无需连接任何复杂的设备就能“自动”创造，从而使快速建模发生了根本性改变。在这里，打印将不再是创造过程的终结，而成为一个转向点。这就好像把智慧植入到了材料当中，使材料变成为没有电线和发动机的、具有自主意识的“机器人”。

　　再说4D打印所用的材料，是一种高科技的能自动变形的智能材料。科学家通过软件完成建模和设定时间后，将这些材料置入水、热、电等介质中，用水能、热能、电能作为能量来源，它们就会在指定时间自动改变成所需要的形状。例如在展示的视频中，一根多串的PVC复合材料管在水中完成了自动变形，在此过程中没有使用打印机器。

　　据介绍，上述复合材料是由美国科技公司（Objet Connex）提供的。该公司主营的3D打印机的特长是对光敏树脂的处理，能使3D打印机在14种不同材料的单一打印部件上打印。PVC糊树脂是光敏树脂的原材料。从理论上讲，它可以将PVC糊树脂加工成光敏树脂，作为3D打印的耗材。随着研究的不断深化，这些智能材料比之前的更简单、更小、更廉价，而且能利用更多类型的材料，而不是像3D打印机那样仅仅只限于塑料，因而使4D打印技术变得更加具有实用价值和潜在的竞争力。

　　由于受到研发阶段的制约，4D打印技术目前还只适合于制造小于沙发的物体。科学家期望在不久的将来，能找到打印更大物体的方式，使之最终应用到建筑领域、航空航天领域以及其他相关领域，使4D打印技术真正成为促进下一代产业革命的催化剂。  

　　王瑞良