在競爭游戲中，現在一種新的方法，即復合材料的4D打印，為制造像衛星一樣的物體而提供了更快、更低成本的技術。

這種方法是采用3D打印機來創建物體，一旦離開3D打印機，物體就會隨時間而發生形狀的變化。在這種情況下，第四維度是一種激活機制，如熱、光和磁場，或吸收濕氣。

康科迪亞工程與計算機科學學院(簡稱“ENCS”)工業與航空航天工程的機械系教授、研究人員Suong Van Hoa推動了曲面結構的無模制造。

“4D打印允許我們制造出曲面的復合材料結構而無需制作曲面模具。”Suong Van Hoa說道，“我的主要發現是，可以采用擁有高力學性能的長的連續纖維，更快更經濟地制作曲面的復合材料部件。”

去年秋季，Suong Van Hoa憑借其通過研究、實踐、教育和服務而為復合材料社區作出的突出貢獻，被任命為美國復合材料學會會員。他在《Advanced Manufacturing》雜志上發表了他的新發現，文章題目是：高分子與復合材料科學。

工作原理

復合材料的板彈簧作為輕量化的汽車減振器，其制造時間通常較長。

比如，做一個S形的件，首先，需要采用金屬一樣的固體材料制造一副S形的模具;然后，將樹脂預浸漬的增強織物鋪放到模具中，以制成復合材料的部件。

但是，Suong Van Hoa卻表示，步，即制造一副復雜的模具可以省略，以節省時間和費用。作為康科迪亞復合材料中心(簡稱“CONCOM”)的創建負責人，他的發現顯示出這項生產工藝如何顯著提供效率。

“復合材料的4D打印利用了基體樹脂的收縮以及不同纖維取向層的熱收縮系數的差異，從而在固化冷卻時通過激活來改變形狀。”他介紹說，“這種行為可被用來制造擁有曲面形狀的部件，而無需復雜的模具。同樣，可以又快又經濟地制造彎曲形狀的部件。但是，形狀變化的程度取決于材料的性能、纖維的取向、鋪層的順序和制造工藝。”

一種新方法

為了達到他所說的結果，Suong Van Hoa重新考慮了復合材料層的各向異性特性。

各向異性可以被定義為，材料在承受不同軸向載荷時如何發揮不同的作用。一種材料的各向異性是衡量它如何改變與其他因素之間關系的尺度。

在《Advanced Manufacturing》雜志中發表的論文“高分子與復合材料科學”中， Suong Van Hoa概述了這種在構建復合材料結構中發揮作用的各向異性特性。比如，樹脂收縮會引起材料變形，或者，溫度變化會引起纖維膨脹或收縮。理解和控制這些變化，是不采用曲面模具制造曲面層壓 板的關鍵。

“各向異性特性在過去被看作是一種傾向，現在我們將其看作是一個優點。” Suong Van Hoa說道。

讓創新落地

除其他領域外，這項技術終可應用于航空航天工業。

Suong Van Hoa表示：“另一項應用是像衛星一樣的空間結構，這些結構會承受的溫度波動。白天(當溫度高時)這些結構會打開以收集太陽能，夜間閉合以為其內部提供保護。”