双向4D打印——对3D打印形状记忆材料可逆性的回顾

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增材制造技术的快速发展和形状记忆材料的进步推动了四维(4D)打印的发展。由于一定程度上的外部刺激,人机交互作用、传感器和电池的需求将被消除,通过使用增材制造技术,可以生产出更复杂的设备和零部件。随着目前对形状记忆机制的理解和对增材制造技术的改进设计,4D打印的可逆性已经被证明是可行的。传统的单向4D打印需要在编程(或定型)阶段进行人机交互,但是可逆的4D打印或双向4D打印将完全消除对人为干预的需求,因为编程阶段被另一种外界刺激所取代。这使得可逆4D打印部件完全依赖外部刺激。零部件在每次回收后都可能被重复利用,甚至在某个周期中可以持续使用——这是一个具有工业运用吸引力的方面。本文综述了影响4D打印的形状记忆材料的机制,目前在合金和聚合物上的4D打印研究结果,以及它们各自存在的一些局限性。对形状记忆材料的可逆性和利用三维(3D)打印技术制作的可行性进行了总结和分析。在对可逆4D打印技术相关内容的介绍中,本文也强调了3D打印技术的方法、相关驱动的机制以及实现可逆性的策略。最后,提出了可逆4D打印技术未来的研究方向。
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