4D打印是一种变革性增材制造技术，其核心原理是通过材料或结构的主动设计，使得制造的构件能够响应外在或内在激励并在时空维度上实现形状、性能或功能的可控变化。4D打印概念从2013年提出至今，在理论框架体系、科学内涵、关键技术和实现方法、工程应用等方面究竟进展到什么程度？5月22日晚，在2024年中国机械工程学会会员服务月首期线上学术报告会上，西安交通大学机械工程学院副院长贺健康教授以“4D打印：现状、进展与挑战”为题给我们带来了一场精彩的报告分享。中国机械工程学会特种加工分会副主任委员、增材制造技术分会总干事、西安交通大学李涤尘教授主持了本场报告会。报告嘉宾独到的见解和前瞻的视角为广大科技工作者展示了4D打印技术的发展全景。

报告环节，贺健康教授从3个方面做了主题分享。

在4D打印背景现状部分，贺健康教授介绍了国内外高校及研究机构所开展的仿生4D打印、全柔性自主机器人4D打印、4D打印复合材料结构、4D打印弹性体衍生陶瓷折纸结构、磁控4D打印技术、复杂结构（体素结构）的多材料4D打印技术、驱动/传感/反馈的电热响应材料4D打印技术、电活性材料的4D打印技术、无源驱动快速响应的4D打印电活性材料、电热驱动连续纤维增强折纸结构的4D打印技术的研究情况，指出4D打印核心理念变革是从固定结构向动态可变结构设计制造方向发展，目前国内已经有多所高校与工程应用研究机构的专家学者在研讨4D打印的科学问题、关键技术与潜在工程应用，形成了前沿技术探索与工程应用交叉融合的协作氛围。

在报告人所在团队研究进展方面，贺健康教授指出西安交通大学目前初步形成了面向智变构件需求、面向柔性驱动与能源需求两个4D打印技术研究方向，取得了可变复合结构设计与4D打印、智能复合结构设计与4D打印、基于弹跳突变的双稳态结构设计与4D打印、纤维偏置可控变形复合功能结构4D打印新方法、连续纤维拉胀柔性应变传感器设计与制备方法、零膨胀结构多材料设计与4D打印、宽频轻质吸波复合材料4D打印与性能调控，以及电致柔性驱动结构多材料4D打印技术、仿生离子凝胶电池设计方法等研究成果。

在4D打印机遇与挑战部分，贺健康教授认为4D打印从研究走向工程应用面临多重挑战，急需研发高性能驱动/传感智能材料体系，急需建立形性可变结构的设计理论与方法，急需多材料多功能融合4D打印新技术，推动从概念原理演示向典型应用方向发展。

问答环节，贺健康教授和李涤尘教授对观众提出的“智能材料如何定义”“大幅面打印效率如何”“异质材料应用方向在哪里”“如何使4D打印形变和功能变化可控”“4D打印技术对软体机器人发展的指导意义”“4D打印在医疗领域应用”“4D打印能达到的尺寸精度”“软体材料是否有再生、体感功能”等问题做了详细而客观的解答。

为传播特种加工领域最新技术，特种加工分会和增材制造技术分会已经连续3年在全国科技工作者日期间组织专家进行线上分享。本次活动是中国机械工程学会2024年会员服务月的第一场线上活动。在一个半小时的报告和交流中，共有近4000人次观看了本场直播，取得了良好的效果。未来，学会将持续组织会员服务月的线上分享，希望广大会员和机械科技工作者积极参与，为我国机械工程高水平科技自立自强注入力量。