二、4D打印在軍事上的應(yīng)用前景廣闊
以上分析可以看出，相對(duì)于3D打印，4D打印最重要特點(diǎn)是，它能直接把設(shè)計(jì)以編程的方式內(nèi)置到打印材料當(dāng)中，并于打印后，在預(yù)定環(huán)境中或在特定激勵(lì)下讓物體變形為所要的形狀或功能，這就簡(jiǎn)化了從設(shè)計(jì)理念到實(shí)物的制作過程，實(shí)現(xiàn)了讓打印出的物體如機(jī)器般自我創(chuàng)造，而無需再連接任何復(fù)雜的機(jī)電設(shè)備，也不需再消耗額外的人力和工時(shí)，并且可先打印出極其簡(jiǎn)單形狀或功能的物體，然后在預(yù)定條件下或通過特定的外部激勵(lì)，使該物體自我轉(zhuǎn)變成具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)或功能的另一種物體。正因?yàn)?D打印的自我制造和變化等特性，它應(yīng)該比3D打印在軍事上具有更大的應(yīng)用前景，可能成為戰(zhàn)斗力的又一個(gè)增長(zhǎng)點(diǎn)。
我們可以想象一下，用4D打印制作出的防護(hù)服，不但輕薄和耐用，還有很強(qiáng)的綜合防護(hù)能力；可以遇雨防雨、遇熱防熱、遇毒防毒，甚至遇刀防刀、遇彈防彈，在戰(zhàn)場(chǎng)上更有效地保障軍人的生命安全。而且這種防護(hù)服也能像變色龍一樣，其迷彩和斑塊的明暗與大小，隨著光線的強(qiáng)弱以及周邊植被或地形、建筑物等的顏色發(fā)生變化——白天和晚上不同，室內(nèi)和室外不同，森林和沙漠不同?？傊?，防護(hù)服的色彩能根據(jù)周邊環(huán)境自動(dòng)變化或調(diào)節(jié)，使穿著它的軍人完全融入周邊的背景中，極大地增強(qiáng)軍人行動(dòng)的隱蔽性，并有利于達(dá)成“隱蔽自己、消滅敵人”的目的。此外，防護(hù)服的透氣性和保暖能力及尺寸和貼身程度，都能根據(jù)季節(jié)和氣溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，在充分保證穿著舒適度的同時(shí)，不降低行動(dòng)的敏捷性。也許，這樣的防護(hù)服還能在特定的場(chǎng)合或刺激下，在你眼前發(fā)生更多讓人目瞪口呆的變化。比如，慢慢地展開變形為一頂帳篷，一個(gè)大的背包，一只小船；甚至是一具能飛躍山澗或滑向山下的外骨骼滑翔衣，從而滿足不同作戰(zhàn)任務(wù)或特定場(chǎng)合作戰(zhàn)的需要。
除了打印防護(hù)服外，4D打印在軍事領(lǐng)域的其他方面也有很大的潛在應(yīng)用價(jià)值。比如，打印多功能的綜合性的隱身材料，它能使戰(zhàn)機(jī)、軍艦和裝甲車輛等作戰(zhàn)平臺(tái)既能在更寬的頻段實(shí)現(xiàn)雷達(dá)隱身，同時(shí)讓其有紅外和可見光隱身特性；打印自修復(fù)或自愈合材料，它能使武器裝備出現(xiàn)裂縫或被射彈擊中時(shí)，通過膨脹和伸展或滲出修復(fù)液，實(shí)時(shí)對(duì)縫隙或彈孔自動(dòng)填充和固化；打印在特定刺激下的自我分解材料，它能使包含重要信息的紙質(zhì)文件、移動(dòng)存儲(chǔ)載體以及重要場(chǎng)所和保險(xiǎn)柜的鑰匙、門卡等，在丟失或被盜取后自動(dòng)碎毀或解體；打印戰(zhàn)機(jī)的自適應(yīng)機(jī)翼和尾翼，它們能根據(jù)高度、氣壓、溫度、速度或轉(zhuǎn)彎半徑等的不同，自動(dòng)調(diào)節(jié)或改變形狀和大小，時(shí)刻保持戰(zhàn)機(jī)最佳的氣動(dòng)特性和外形，確保它以最優(yōu)的飛行狀態(tài)遂行作戰(zhàn)任務(wù)；打印作戰(zhàn)平臺(tái)和輪式車輛的自我變形輪胎，它能隨路面、天氣、環(huán)境或承重、受力等的不同，自動(dòng)調(diào)整或改變貼地面積，增強(qiáng)平臺(tái)和車輛的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和機(jī)動(dòng)性；打印武器裝備的零部件以及偽裝（假目標(biāo)和誘餌等）、救護(hù)、障礙物、儲(chǔ)物箱、拋物面天線等結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的大型器材和裝備，它們最初都是簡(jiǎn)單的片狀或平板形狀，占據(jù)的面積和空間都很小，且不易損壞、便于遠(yuǎn)程運(yùn)輸、保管和機(jī)動(dòng)，一旦到作戰(zhàn)地域就能變身為所需要的形狀，而且偽裝器材和障礙物還能做到與地形地貌的有機(jī)融合，更好地適應(yīng)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，發(fā)揮出嚴(yán)絲合縫般的隱蔽偽裝效果；打印衛(wèi)星等軍用航天器的天線或太陽能陣列面板，它們?cè)诘孛姘l(fā)射時(shí)都是占用體積最小的可折疊型平板，但一到空間真空環(huán)境，就能自動(dòng)展開成預(yù)定的形狀，從而大大簡(jiǎn)化了火箭的設(shè)計(jì)和構(gòu)型，降低了它的發(fā)射難度。
三、4D打印道路雖然曲折但前途光明
自從2013年2月，4D打印的概念首次披露以來，人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)和理解不斷深入，它本身也有了很多新的進(jìn)展和應(yīng)用。據(jù)媒體報(bào)道，美國(guó)
麻省理工學(xué)院已經(jīng)用木頭、橡膠、塑料和碳纖維等材料實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)物體的4D打印，還用4D打印制作出了世界上首件連衣裙，進(jìn)一步表明了其應(yīng)用潛力；澳大利亞推出了一種更好的叫做水凝膠的4D打印材料，將會(huì)極大促進(jìn)4D打印的發(fā)展。雖然如此，不可否認(rèn)的是，4D打印還很年輕，尚處在待開發(fā)狀態(tài)，人們只是觸及到了它的表皮，現(xiàn)階段它無論是打印材料、制作過程還是軟件設(shè)計(jì)，都存在許多難以克服困難。諸
如打印所用的智能復(fù)合材料類型太少、難以實(shí)施對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜物體的設(shè)計(jì)預(yù)先編程、考慮形變要素的軟件設(shè)計(jì)難度大、變形為所需要形狀或功能的物體花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)、打印出的物體自我變形或制造后機(jī)械強(qiáng)度不夠、促進(jìn)物體變形的環(huán)境或刺激物（催化劑或能量）類型有限（目前主要是水和溫度）、形狀改變基本不可逆（難以變回最初的平板狀）等一系列問題。
然而，4D打印畢竟是在3D打印基礎(chǔ)上對(duì)傳統(tǒng)制作方式的又一次重要進(jìn)化，有著巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值，已經(jīng)得到了很多國(guó)家的重視并被作為一項(xiàng)置頂?shù)募夹g(shù)大力進(jìn)行研發(fā)。像美國(guó)有很多的機(jī)構(gòu)都在研究4D 打印，2014年美國(guó)軍方還出資數(shù)百萬美元，推動(dòng)用4D打印方式制造動(dòng)態(tài)偽裝器材和輕薄型防彈衣等；德國(guó)正在開發(fā)專門用于4D打印的打印機(jī)；澳大利亞、日本和歐洲一些國(guó)家在加緊研制4D打印的智能復(fù)合材料。鑒于此，我們有理由相信，4D打印的發(fā)展已漸開始，假以時(shí)日，各國(guó)的共同努力下，新材料將不斷發(fā)明涌現(xiàn)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件將日益強(qiáng)
大，3D打印將更加成熟，微電子學(xué)的應(yīng)用將更加深入。到那時(shí)，4D打印的很多問題會(huì)迎刃解決，將取得更多的突破性進(jìn)展，從這個(gè)意義上看，4D打印無論是民用還是軍用，雖然可能道路曲折，但前途光明，非常值得我們期待。
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