尽管如今关于3D打印材料的研发正在突飞猛进，但是正中间最前沿、最让人兴奋的进展则来自一种可以自组装的材料：3D打印的纺织品、木材或甚至碳纤维能够在热、或者其它环境刺激条件下主动转化成预定的形状或者结构——有人也将其称为“4D打印”。这种可编程自组装的3D打印对象在未来的施工、产品制造、航运和用户交互方面拥有非常广阔的潜在应用。 而现在，麻省理工学院（MIT）自组装实验室的科学家们正在努力实现其中的一小部分——3D打印可自组装的鞋子。确切地说，他们正在进行的这个Minimal Shoe项目主要目的是开发一个能够根据用户脚的形状和大小自动精确变形的鞋子。够科幻吧？
那么，他们是怎么做到的呢？首先科学家们需要使用3D打印技术打造出一种“主动式”的纺织材料，它是用某种塑料材料根据不同的厚度和经过编程的图案打印出来的一种被延展了的纺织材料。当这种纺织材料从被延展的状态解放时，它会“跳起来”，或者重新配置自身，变成预先经过编程设定的形状。对于这个Minimal Shoe项目而言，它会收缩，并且变成您的脚的形状。而通常来说，将织物拉伸成为刚性的结构框架需要复杂的成型和机械方法，但是3D打印技术降低了成形过程的复杂性。而且，不像其他的可穿戴式技术，自组装纺织物与复杂而综合的机器人是两种概念。前者主要是针对周围的环境做出整体性的反应。
活动鞋鞋面折叠
活动鞋鞋面切割 “Minimal Shoe是一种主动性的纺织物和它目前还处于研究进展当中。”Guveran说：“我们可以让它收缩鞋子的尺码，而且就沿着您的脚周围进行收缩。”这种材料是半透明的，重量很轻，具有极高的可塑性，给鞋子带来一种来自太空时代的、犹如空气般轻盈的美感。 这双鞋子对于3D打印技术的使用也很有意思，因为一般要3D打印整只鞋子的话是非常耗时而复杂的。而在这个项目里科学家们将需要3D打印的部分缩减至最小，只保留与鞋子主动变形有关的部分。这种混合制造技术将3D打印材料与更为传统的鞋类材料，如皮革、橡胶、等结合起来，从而能够实现更多的定制化和更快的成型。
此外，研究人员还提供了制造Minimal Shoe的两种可能的方式。一种雄心勃勃的版本是将整只鞋——包括鞋面和鞋底——都3D打印出来。但是该项目的负责人Skylar Tibbets称更为现实的版本是只打印鞋面的部分，然后再将其连接到传统材料上。“我们已经拥有了可以自动变形的主动性纺织品，但是为了使其更加高效，以这种方式（指只3D打印鞋面）制造可能更为可行，因为它可以以最少的时间和材料实现高度主动的对象。”另外一位研究人员Christophe Guberan说。 Tibbets补充说，他们的研究目的的很大一部分是为了推动主动性纺织品的应用极限，以及为它打开更多的可能性。“因此，我们并不需要把这个世界看成仅由静态的、死寂的、冰冷的材料组成的。它们也可能是高度活跃的，当然这并不意味着它们会更贵。” 尽管这个Minimal Shoe目前仍然是一个正在进行中的研究项目，研究团队还正在为它寻找各种可能的用途。但是一家匿名的运动用品公司已经对此表示了兴趣。 |
