4D打印技术在舰炮武器装备维修保障中的应用

为适应未来信息化作战的需要,优化舰炮武器装备的维修保障工作,探讨4D打印技术在全寿命周期维修保障中的应用。将舰炮武器装备的维修保障提前至论证决策阶段,并贯穿全寿命周期,分析4D打印技术原理,梳理维修保障的关键问题,以期拓展信息化作战条件下舰炮武器装备的维修保障工作思路。结果表明,4D打印技术为相关研制部门和一线作战使用单位提供参考依据。

以多学科交叉融合为基础的创新研修课程建设——以《4D打印技术》课程为例

创新型课程教学体系的建立是为了有效的提高教学质量,培养出具有高综合素质的创新型人才。以创新研修课《4D打印技术》为例,本文从课程的建设思路、课程的知识体系、课程的思政建设以及教学实践等几个方面介绍了如何将先进的科研成果、多学科知识的交叉融和引入到课程建设中。在课程学习过程中,机械、力学与材料学科知识的交叉融合,拓展了学生知识范围,开阔了学生眼界,锻炼了学生动手能力,有效地促进了创新型人才的培养。

4D打印技术在皮革制品设计上的运用研究

从4D打印技术概念出发,概述4D打印定义和发展历程,介绍4D打印与3D打印技术特征;从4D打印智能材料的种类及激励方式角度阐述4D打印应用前景,深入分析4D打印技术在皮革制品设计上的应用优势。最后,运用4D打印技术在皮鞋鞋底、鞋面和PU泳装装饰上进行设计案例研究,并对4D打印箱包研究方向提出展望。

4D打印技术在特殊教育中的应用展望

4D打印技术虽处于研发阶段,尚未广泛普及,但应用前景十分可观。基于特殊教育教学对象的特殊性,将4D打印技术应用于特殊教育教学,能够实现“四维”动态教学、智能教学空间、灵动创新教具、双向主体沉浸式互动学习,激发特殊儿童的学习兴趣,构建参与式互动教学模式,提升特殊教育教学效果,为特殊教育事业带来新的发展机遇。

4D打印技术在产品设计领域的应用综述

4D打印技术是在3D技术基础上引入时间维度,发展起来的升级版技术手段。它是在时间的作用下,结合3D打印而成的时代产物;各方面数据都领先时代科技,并向多种复合材料打印速度精准呈现快速的方向发展。本文对4D打印技术展开描述,总结4D打印技术在产品设计中的应用及未来的发展趋势。

4D打印技术在软体机器人制造中的应用综述

软体机器人由高软弹性、高韧性材料构成,可大范围改变自身形状以及运动形态,理论上拥有无限个自由度,由于自身可移动性和体积紧凑性,在侦察、勘探、救援以及生物医疗领域具有良好的应用前景。4D打印是基于3D打印的基础上增加时间维度,通过在打印过程中预编程,使智能材料可以通过外部刺激在设定时间内变成所需形状。采用4D打印技术设计制作的软体机器人随着时间的推移在外界物理场的刺激下达到预先设定的运动状态并实现其运动形式。首先系统地介绍了目前4D打印技术与软体机器人制作相结合的方法,其次讨论了4D打印技术结合制作软体机器人在未来发展中的挑战和限制,最后对未来4D打印技术与软体机器人制作方法的发展方向进行预测。

4D打印技术与“人工智能+教育”的融合应用

本文通过对4D打印技术的简单介绍,基于其技术的特点,提出了其技术与"人工智能+教育"融合应用的具体途径,旨在进一步提高4D打印技术在"人工智能+教育"中的应用水平,进而在推动4D技术发展的同时,为我国教育提供新的现代化改革与发展的视角,全面提升我国教育水平。

智能材料4D打印技术赋能雕塑艺术创作

4D打印技术的蓬勃发展,对雕塑艺术创作带来了新的可能,同时也为当代艺术的发展带来机遇和挑战。本文主要针对智能材料4D打印技术在雕塑艺术创作中的应用进行探讨,阐述4D打印新材料、新技术在雕塑艺术创作中的潜在可能,旨在全方位分析4D打印技术在雕塑艺术创作中面临的诸多问题。

生物支架材料及打印技术修复骨缺损

背景:近年来随着生物支架材料和生物打印技术的发展,组织工程骨成为了骨缺损修复的研究热点。目的:简述当前骨缺损的治疗方式,总结制备组织工程骨支架的生物材料及生物打印技术,探讨生物材料和打印技术在组织工程中的应用及目前面临的挑战。方法:以“bone defect,tissue engineering,biomaterials,3D printing technology,4D printing technology,bioprinting,biological scaffold,bone repair”或“骨缺损,组织工程,生物材料,3D打印技术,4D打印技术,生物打印,生物支架,骨修复”等作为检索词,应用计算机在中国知网、PubMed、Web of Science数据库检索2009-01-01/2022-12-01发表的相关文献,最后经第一作者筛除并追加收录优质参考文献,共纳入93篇文章进行综述。结果与结论:骨缺损的治疗方式主要有骨移植、膜引导再生技术、基因治疗、骨组织工程技术等,最佳的治疗方式仍没有定论。骨组织工程技术是治疗骨缺损的新兴技术,通过构建能促进成骨细胞增殖分化及增强骨形成能力的三维结构,成为当前研究的重点热点技术。生物支架材料多种多样,各具特点,有利有弊,单一的生物材料无法满足组织工程骨对支架的需求,通常将多种材料复合互补使支架在满足力学性能需求的同时兼顾生物性能。生物打印技术能对支架的孔隙进行调节、构建复杂的空间结构,更利于细胞的黏附增殖和分化。新兴的4D打印技术引入“时间”作为第四维度,使制备的支架具有动态性,随着智能材料的同步发展,4D打印技术为未来骨缺损高效修复提供了可能。

4D打印技术的工艺及应用进展

从4D打印技术的应用趋势出发,概述了4D打印技术的定义、原理及优势;介绍了4D打印的智能材料分类和工艺技术特点,对4D打印技术在生物医疗、纺织服装、军事设备、航空航天等领域的应用进行了深入研究;最后,阐述了4D打印技术的发展趋势,并对今后的研究方向提出展望。研究结论表明:4D打印技术改变了传统工业打印的方式,能够创造出自组装、自修复、有适应能力的新事物,可加快数字化应用的步伐,具有较强的技术优势。

4D打印技术在服装设计领域中的应用

4D打印是3D结构打印与智能材料性能的结合,其在指定模式前提下,具有随着时间不断改变形状、创造物体的能力,它作为一项新技术已被证实具有极大的应用价值。文章从4D打印技术的原理、材质方面进行阐述,介绍了4D打印技术在各个领域中的研究现状。目前,4D打印技术与服装领域的结合仍有待发掘,作者针对该项技术在服装领域中的最新研究,指出其在服装图案、款式、配饰以及营销方面潜在的应用前景。

基于4D打印技术的服饰设计探析

4D打印技术作为一项前瞻性、革命性的技术,将给服饰设计行业带来巨大的变革和影响。文章探讨了4D打印技术在服饰设计中的应用,并以服装设计制作为例,对比分析了传统设计制作与4D打印技术设计制作服装的流程,指出了4D打印技术在服饰设计行业的发展前景。

4D生物打印技术的研究进展

再生医学旨在研究利用再生或替换等手段,使功能受损的细胞、组织或器官具备正常组织和器官的结构和功能。3D生物打印技术是用于设计人造组织最有前景的方法之一,但应用具有局限性。而4D生物打印技术,可广泛应用于再生医学、材料科学、化学和计算机科学等领域,正成为下一代生物打印技术。环境响应性材料可应用于4D生物打印,此材料可在内部和(或)外部刺激条件下发生形态转化,并解决3D生物打印的某些不足,从而更准确地模拟原生组织的动态变化。目前,4D生物打印技术的研究处于起步阶段。未来,应进一步研究新型环境响应性材料及材料加工方法。

全新造物逻辑下的4D打印技术

或许在不久的将来,在我们日常生活中就可以看到一些堪称"玄幻"的画面。譬如,在建的建筑上,自动"长"出了屋顶、外墙;下雨时,手里的一根拐棍,"摇身一变"成了雨伞……这些科幻场景能否走向现实,就源于能够令产品"活"过来的4D打印技术。从3D到4D打印技术的飞跃提到3D打印技术,大部分人都已经不再陌生。目前,3D打印的发展速度可谓一日千里,且极大地改变了人们的生活。但说起4D打印技术,不少人或许就颇感陌生了。

4D打印形状记忆聚合物及其复合材料的研究现状和应用进展

形状记忆聚合物材料是一种在外界环境刺激下可发生形状变化的智能材料,基于这种智能材料的可变形结构在生物医疗、航空航天等诸多领域显示出巨大的应用潜力.4D打印技术的问世为智能材料的进一步发展带来新的机遇,同时为微创医疗、智能机器人、柔性电子等高科技产业开创了全新的和智能化的发展方向.本文首先介绍4D打印技术的兴起和发展,以及5种新兴聚合物打印技术(光辅助打印、磁辅助打印、连续纤维打印、容积3D打印、多材料多喷头打印)的研发;其次从热、电、磁、光驱动4个方面综述了近几年4D打印形状记忆聚合物及其复合材料的研究进展及潜在应用,总结了适用于4D打印的形状记忆聚合物及其复合材料的制备方式及性能;然后介绍了基于形状记忆聚合物复合材料的4D打印结构在生物医疗、航空航天、智能器件及仿生领域的应用研究;最后指出4D打印在打印技术、打印材料、驱动方式和应用验证4个方面存在的问题及未来发展方向.

先进材料新挑战:记忆材料打印技术

4D打印技术可用于城市管道建设及提高建筑气候适应性,可有效实现管道自动调整,降低铺设成本,灵活应对地质灾害。4D打印技术具有艺术与科学的融合特性,兼智能化及控制化于一身,通过智能结构或材料增材制造,对构件形状功能在时间及空间上进行精确控制,满足变形和功能的多元化要求,且因其耗能低、设计自由度高等优点在医学生物、航天航空、建筑等领域广泛应用。分析了4D打印技术的研究及应用发展现状,阐述该技术可在复合材料、形状记忆聚合物、形状记忆合金等先进材料制备基础上,实现应用性与科学性的完美结合,并伴随新材料、新软件、机器设备与智能化制造等技术的不断升级而逐步趋于成熟,终将实现大规模产业化发展。

生物打印技术在组织工程气管领域的最新研究进展与应用

背景:长段气管病变主要由感染、创伤、恶性肿瘤等因素引起,至今其临床治愈情况仍然无法令人满意。组织工程气管结合生物打印技术可为气管长段损伤修复提供有效治疗途径。目的:综述生物打印技术在组织工程气管领域的应用与进展。方法:以“tracheal tissue engineering,3D printing,4D printing,bio-inks,tracheal replacement therapy;组织工程气管,3D打印,4D打印,气管替代治疗”为关键词,应用计算机检索CNKI、万方、PubMed数据库中的相关文献。对3D打印技术及4D打印技术的特点、生物墨水的设计,以及在组织工程气管领域的应用研究进行总结,并分析现阶段研究存在的不足与未来的发展方向。结果与结论:3D打印技术主要包括喷墨打印、挤出打印、立体光刻打印以及激光辅助打印,各技术都有其独特的优势,但仍有改进空间。生物墨水是生物打印的重要组成部分,主要包括水凝胶、脱细胞基质及无支架型生物墨水,生物墨水需要与生物打印技术相兼容,且打印产物应具有合适的孔隙率与较强的机械性能。4D打印作为一项新兴技术,赋予3D打印“动态与时间”的概念,且两者已被共同有针对性地深入应用在组织工程气管的上皮化、软骨再生、血运重建3个方面,重建物能够在生物打印技术的帮助下展现出更好的生物性能与生物相容性,不断地接近真正的临床应用。随着生物打印技术的不断发展进步和现代医学多学科的不断交叉互补,更多性能优良的生物墨水及适合人体的生物打印气管将被研发并逐渐应用于临床,从而早日解决气管长段缺损修复这一困扰世界的医学难题。

更神奇的4D打印未了

4D打印新增加一维度，叫做“时间”。这意味着，4D打印出来的东西可根据设定时间，在一定条件触发下自动发生形状改变。

4D打印

2D打印技术是让信息在一个平面上得以表现，3D打印技术则让打印出来的物品成为有体积的立体物件。4D打印技术则是在前两者基础上再加上一个元素——时间，让打印出来的物品自己会动，比如能自我组装成为一个成品。

4D打印走进“军营”

在某种程度上,现代战争已经成为各国之间科技的较量,而如今,一种新科技的诞生也许将改变未来的战争方式,那就是4D打印技术。