4D打印

4D打印作为未来的新兴市场已越来越引起人们关注。本书通俗地解释了4D打印技术的优势、发展趋势、制约因素及其当前应用，并花大量笔墨描绘了4D打印技术在日常生活、建筑、医疗、军事等各个领域的未来应用前景，对未来技术研究人员有很好的启发作用，同时也是一本极佳的4D打印技术大众读物。

陈根，教授级高级工程师，教授级高级经济师，智能穿戴、智能家居产业专家，科技、财经评论员。央视大型纪录片《大国重SS》的特邀策划，为三星集团制定过五年的产品战略规划，并承担过三峡二期机柜的总体规划设计项目。曾参与美国通用电气、美国华尔街证券交易所、NASIDAQ、联合国企业全球协议研究中心、韩国三星和现代、瑞典爱立信、沃尔沃、西门子、奔驰、欧司朗、中国农业银行、中国人民保险、国家电网、长春一汽等公司的调研与授课。
曾出版专著30余本，涉及工业技术、设计、经济、管理等领域，其中多本科技与经济方面的书在海外出版，目前为新浪科技、网易科技、i黑马等媒体专栏作家。
曾被韩国总理评价为最了解韩国企业与经济的中国专家。被称为在传统产业中最懂互联网，在互联网领域中最懂传统产业的跨界高手。

前言
第一章4D打印：自我进化的“造物主”/1
4D打印把智慧植入材料/2
4D打印让产品变得“任性”/4
牛津大学专家说4D打印/5
4D打印原来如此/9
第二章4D打印之我见/11
如果3D是神笔，4D则是金箍棒/12
变幻莫测的数字化制造/14
4D打印让空间集约化/15
双重扫描的联合/18
4D打印超越你我认知/20
第三章4D打印面面观/27
4D打印的十大优势/28
制约4D打印的三大关键问题/31
4D打印的六大趋势/34
4D打印的前景与挑战/39
第四章4D打印的那些玩意儿/41
餐桌上的视觉盛宴/42
当皮革邂逅4D/45
内衣制造之4D打印/47
当时装恋上4D打印/48
踩上4D打印的高跟鞋/53
人体内的“变形金刚”/55
长生不老何须丹药/56
4D打印让玩具自变形/61
如果4D打印房子/66
无人机的新浪潮/70
第五章4D打印还能干啥/73
超级奶爸遇上4D打印/74
传真个男朋友回家过年/75
4D打印的家居生活/77
4D打印的军事应用/80
美军方发力4D打印/84
一台打印机，开启生产创业路/86
4D打印践行创意/86
第六章4D打印：创意无极限/89
4D打印激发人类的创造力/90
工业设计师的出路/93
“小米式”设计旋风劲吹/95
DDM让定制风行/97
第七章4D打印：让世界不再一样/101
4D打印的神奇技术/102
4D打印改变设计软件/105
4D打印推动材料技术/107
4D打印对抗癌症/109
4D打印改变商业生态/112
消费安全指数的新保障/114
实体物流将走向终结/115
4D打印的“魔术”效应/117
未来世界，超乎你我想象/124
第八章创客：滋养4D打印发展沃土/127
创客“倒腾”出一个新时代/128
创客推动4D打印平民化/129
创客：成就4D打印的力量源/131
4D打印与创客联姻/133
创客未来/135
第九章4D打印的法律及知识产权问题/137
4D打印带来的法律风险与危机/138
迷途“羔羊”将走向何方/142
著作权/144
商标权/147
专利/149
“合理使用”问题/150
如何规范发展与保护消费者/152
第十章地球呼唤4D打印/155
地球呼唤低能耗/156
产品维修与材料回收/158
且看4D打印如何优化世界资源/162
第十一章4D打印的中国希望/165
“世界工厂”，还能坚挺多久/166
4D打印下，中国的机遇与挑战/167

前  言相比较于3D打印的蔚然成风，概念已被提出两年多的4D打印稍显冷清。4D到底是怎么一回事？那突如其来的一个“D”又是如何横空出世的呢？在开始探秘4D打印之前，大家先看一下人类繁衍的过程： 男人的精子和女人的卵子搭配、组合，形成一个全新的细胞，而那里面便是组成“我”的原材料—23对46条染色体。每条染色体上都带有一定数量的设计因子，我们称之为“基因”，它支持着“我”生命的基本构造和性能，储存着“我”的种族、血型、孕育、生长、凋亡过程的全部信息。 在材料准备充分之后，“我”便被“打印”出来，而这个打印的载体便是母亲。从那以后，“我”便在时间维度的延伸下，在万物环境的“催化”中，开始了生、长、病、老、死的变化；并且还将进一步演绎着生命繁衍、细胞分裂和蛋白质合成等重要的生理过程，周而复始。对于这个过程，大家可能都不太陌生，而且理所当然也都理解。 言归正传，那么4D打印到底是怎么回事呢？如同人类繁衍过程，4D打印可通俗地理解为：每一条染色体所蕴藏的基因密码，便是物体最原始的设计程序编码；而我们这一生的成长过程，也就是人类这个“4D打印物” ，在时间这个第四维度基于万物环境的“催化”而发生的组织变化。 换而言之，4D打印与3D打印的最大区别就在于：3D打印就像现在所有的制造过程一样，是造物呈现的终结；而4D打印则是造物呈现的开始，就像人类的诞生一样。 当然，这只是基于作者的个人理解对4D打印做出的比方。为了让大家能更立体、全面地了解“犹抱琵琶半遮面”的4D打印，我们再来看看百度是怎样解释4D打印的。据百度百科词条信息：所谓4D打印，比3D打印多了一个“D”，也就是时间维度，人们可以通过软件设定模型和时间，变形材料会在设定的时间内变形为所需的形状。准确地说，4D打印是一种能够自动变形的材料，直接将设计内置到物料当中，不需要连接任何复杂的机电设备，就能按照产品设计自动折叠成相应的形状。 事情就是这样吗？还是让我们再来看看4D打印的前世今生。 2013年2月26日，在美国加州长滩举行的TED2013大会上，麻省理工学院（MIT）建筑部讲师斯凯拉·蒂比茨（Skylar Tibbits）将一种新颖的材料组合用于3D打印机，制造出了一种线状物体，该物体放入水中时，能改变形状组成字母“MIT”。这一效果是通过将吸水聚合材料与碱性塑料相结合来实现的，这种技术被定义为4D打印。“我们想要说的就是，你设计出产品并且打印出来，而它能够进化。它就像在材料中植入了智慧。”蒂比茨在一次采访中说道。 2014年10月8日，美国《外交》双月刊发表了题为《准备迎接4D打印革命》的文章。作者牛津大学圣安东尼学院荣誉学者纳伊夫·鲁赞在文章中称，4D打印的可能应用是无穷的：数字化制造的真正前途在于第四维度空间—打印根据编程随时间而变化的物体。 基于此，我们可能很快将看到，科幻的梦想接入现实。 设想一下，伴随着4D打印的到来，城市的地下管道系统利用可编程的材料，每条管道能适应变化的环境，通过扩大或缩小来调整容量和流量，而且管道在受损时还能自行维修或在报废时分解，这将解决多大的城建维护难题呀！ 应用于生物医疗领域的4D打印更是神乎其神，它将大大改变现有的医疗状况。在3D打印时代，我们已经能够利用3D打印的心脏、肢体骨架等替换人体衰老病变的器官，而4D打印的出现，无疑将给我们带来更多的优化方案。例如心脏支架的更换将不再需要“动刀”了，可以通过4D打印液态的支架，然后通过血液循环系统将携带设计方案的智能材料注入，等其到达心脏指定部位后，再自我组装成心脏支架。更有甚者，就如最新的科学研究所告诉世界的，人类的DNA是可以修改的。先撇开道德层面不谈，通过对DNA的编辑，至少给人类永葆健康打开了一扇窗，而4D打印将是打开这扇窗的一把金钥匙。