4D打印技术是指打印智能材料，智能材料结构在3D打印基础上实现自身的结构变化，即由3D打印技术制造的智能材料结构，在外界环境激励下可以随时间产生形状结构的变化。4D打印技术相比于3D打印技术增加的一个维度是时间，由3D打印技术制造的智能材料结构可以随着时间进行变化，4D打印制造的三维实体结构不再是静止的、无生命的，而是智能的、可以随外界环境发生相应变化的。借助4D打印技术制造出的智能结构，可以发生由一维或二维结构向三维结构的变化，或者由一种三维结构变形成另一种三维结构。

 Skylar Tibbits提出的4D打印技术的核心是智能材料和多种材料3D打印技术，该课题组开发了一种遇水可以发生膨胀形变(150%)的亲水智能材料，利用3D打印技术将硬质的有机聚合物与亲水智能材料同时打印，二者固化结合构成智能结构。3D打印成型的智能结构在遇水之后，亲水智能材料发生膨胀，带动硬质有机聚合物发生弯曲变形，当硬质有机聚合物遭遇到临近硬质有机聚合物的阻挡时，弯曲变形完成，智能结构达到了新的稳态形状。该课题组制备了一系列由该4D打印技术制造的原型，如4D打印出的细线结构遇水之后可以变为MIT形状，4D打印技术制造出的平板遇水之后可以变化为立方体盒子（图8）。

 Q.Ge等在2013年提出利用多种材料3D打印技术实现4D打印技术，通过同时3D打印形状记忆聚合物(SMP)纤维和有机聚合物基体，将形状聚

合物纤维结合到有机聚合物基体中，制造出的智能材料结构随时间可发生形状结构变化。4D打印技术首先采用多种材料3D打印技术，利用喷头将聚合物液滴喷射到工作平台上，利用刮板将喷射的液滴刮平，之后用紫外光进行固化，逐点累加固化成型一层结构之后工作平台下移一层的高度，逐层固化实现三维结构的制造，3D打印制造出的智能结构由形状记忆聚合物纤维和有机聚合物基体组成（图9）。

 该4D打印技术采用同时3D打印SMP纤维和有机聚合物基体材料，打印成型的智能结构具有形状记忆效应。若将该智能结构与另一有机聚合

物材料层结合构成双层结构，通过温度的变化可实现弯曲变形和初始形状之间的转化，而且通过改变SMP纤维的方向角度可以改变智能结构的弯曲变形幅度，从而控制智能结构的变形（图10）。

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