3D打印已从概念转入生活，这十大优势将让4D打印成为新蓝海

日前，Marketsand Markets发布关于4D打印的最新市场研究报告《4D打印市场之材料、终端用户的行业和地域——全球趋势及预测，2019—2025》。该报告预测，正处于商业化边缘蓄势待发的4D打印市场，预计到2019年将达到6300万美元，其中走在整体市场增长最前沿的国防军工相关应用的市场份额将达到55%；而到了2025年，4D打印市场将达到5.556亿美元。在4D打印的用材方面，Marketsand Markets预计到2019年，可编程碳纤维材料的市场份额将达到62%，占据4D打印材料市场的最大份额。

可见，随着3D打印从概念转入生活化，4D打印的发展步伐也在日益加快，市场蓝图已经徐徐打开。那么，在科技迅速发展的当下，4D打印作为传统制造业的变革方向和新技术创业者的契机，又具有哪些独特的优势呢？

优势一：大幅降低制造成本

不论是现代制造技术，还是基于工业4.0、中国制造2025的新制造技术，对于生产复杂或者个性订制产品来说，无论是制造还是组装成本都是偏高的，甚至还会随着部件的复杂程度同比例上涨。

而在4D打印技术支持下产品制造，部件与产品本身结构的难易程度将变得不再重要，因为通过对整体产品不同部件进行的一体化打印，以及可变形自组装将让组装成本化整为零，由此最大幅度地降低产品的生产制造成本。

优势二：个性化订制成本不变

在当前的制造技术与环境下，小批量订制的成本还是处于一个比较高的位置，更别说私人订制，其成本或许要以艺术品的角度来看待。

伴随着4D打印技术的介入，私人订制的成本将与传统的批量化制造划上等号，甚至更加低廉。因为在传统制造中被认为是很复杂的结构、工艺，到了4D打印面前，都将变得简单化，尤其是成本不会受部件的复杂程度而波动。

优势三：取代人工组装成本

4D打印的产品部件，将不再需要厂家或用户自行组装。厂商根据用户的需要，将所制造的产品运送到指定地点放置好后，用户在需要的时候直接给予介质触发，打印物就会实现自动组装，这就取代了当前依赖于人力进行组装搭建或拆解的方式，人力成本也将由此得到释放。

优势四：零库存的生产方式

对于生产制造企业来说，所有的商品即是资产，同样也是其资金成本的核心部分，一旦销售周转放缓将直接导致资金周转率降低，进而影响利润。

通过4D打印进行的生产制造将有效缓解这个问题。厂家根据消费者的想法随时提供产品设计、打印制造的服务，做到“即买即造、即造即销”，真正取代传统的库存销售方式。

优势五：放大创意空间

对于很多设计师而言，最痛苦的事莫非创意很丰满，现实制造却很骨感。满满的创意，面对工程师的设计，以及传统加工制造技术，被改得面目全非。

4D打印技术可以毫不夸张地说，但凡设计师能描绘出来的创意构想，都能不折不扣地得到实现，真正做到让创意设计的价值获得充分绽放。

优势六：降低制造专业性

当前的制造不论是简单或复杂，都在一定程度上对生产工人提出了专业和熟练要求。尤其是一些专业性要求高的制造领域，其对于工人的专业技能和熟练程度都提出了较高的要求；而且技术的培养也都是需要经过多年的训练和沉淀的，中间还存在所培养技术人才流失的较大风险。

4D打印技术的应用，大大降低我们对于复杂制造部件的专业技能要求，并且可以帮助我们承担相当部分的“高难度”工艺制作，从而有效降低制造的专业门槛和人才流失风险。

优势七：有效减化制造环节

大部分的产品通常都是由多个零部件组装而成的，而不同零部件则需要不同的设备为其配套制造。所以对于厂家来说，这不仅占据了较大的场地空间，投入成本也是水涨船高。

4D打印技术则全然不同，它只需要一台打印机，根据不同的材料以及用户所设定的不同部件形态直接打印不同的部件或整体产品。若是部件打印，则可以通过自我驱动组装。

优势八：不良率将成为过去式

传统制造企业最常规的生产制造考核指标就是对不良产品生产率的控制，这也是决定着企业经济效益的关键指标。

在4D打印时代，不良率这个名词在生产制造过程中或将走向历史的终结，而决定着产品能否满足用户需求的关键将被转移至设计端。也就是说未来决定产品是否合格的关键要素不再是制造环节，而是设计环节，由设计师决定。

优势九：材料无限组合

对当今的制造技术来说，将不同原材料结合成单一产品是件比较困难的事情，因为传统的制造机器在切割或模具成型过程中不能轻易地将多种原材料融合在一起。尽管多种材料的混合注塑在一些领域已经被应用，但其成本与不良率都相对较高。

4D打印技术的出现将让这一现象得到改变则不同。在4D打印的过程中，我们可以将多种不同材料通过同一台设备进行混合打印，不论是塑料、金属或是其他的合成材料，这也就意味着在不久的将来一台完整的可变形汽车将直接通过打印的方式生产制造出来。

优势十：批量一致性堪称完美

尽管现代制造技术借助于模具在一定程度上保障了产品生产的一致性，但还是难以获得一致精准性的百分百保障。

4D打印技术将让产品“复制”获得彻底解决。依托于4D打印技术，批量生产就如同复制个数字文件般简单，而其一致性也将如数字化复制般一致。不论是大批量或是小批量，4D打印技术都能有效的保障其一致性。

这些优势并不是科幻，甚至有相当部分已经在3D打印技术层面得到了实现。随着4D打印技术的不断成熟，我们在新的工业时代的制造方式、生活方式将被“打印”重新改写。

(来源：钛媒体，作者：陈根)

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延伸阅读：

最新研究：2025年全球4D打印市场将超5亿美元

市场研究机构MarketsandMarkets在最新的市场研究报告《4D打印市场之材料、终端用户的行业和地域——全球趋势及预测，2019—2025》指出，预计到2019年，4D打印市场将达到6300万美元，2025年将达到5.556亿美元，4D打印正处于商业化的边缘。

材料方面，例如可编程碳纤维、可编程木质材料和可编程纺织品等，MarketsandMarkets预计可编程碳纤维将在整个4D打印材料市场中占据最大的份额，报告称到2019年碳纤维材料将占据62%的市场份额。

此外，MarketsandMarkets表示国防军工将位于4D打印市场整体增长的最前沿，2019年与军工有关的应用将占55%的市场份额，而剩下的份额将归于航空航天领域，而3DSystems、欧特克、ExOne、惠普、Organovo和Stratasys公司，预计将成为4D打印市场中的主要参与者。

所谓4D打印，准确地说是一种能够自动变形的材料，只需将其放入水中，无需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，而4D打印最关键的部分就是记忆合金。目前，与3D打印的创建三维物体相比，4D打印对象则需要使用“智能材料”才能实现，并通过例如热、水、电流、声音或压力等各种刺激激活。