随着需求的不断变化，人们需要更多的新产品，减少材料消耗就变得尤为重要。为了实现这个目标，就纺织品而言，增材制造(即3D打印)是关键技术之一。近年来，4D打印技术，不仅在3D打印基础上增加了新的时间维度，同时空间维度也得到进一步拓展，增强了打印构件随时空变化的能力。在外界特定环境条件的刺激下，4D打印不仅能够制造形状发生可控变化的构件，也能够制造性能、功能发生可控变化的构件。4D打印既具有增材制造的经济、环境、地缘政治和战略意义，同时又提供将虚拟世界的数字信息转换为物理对象的新能力，它将在各个领域产生革命性的影响。

4D打印的灵感来自植物系统，现在仍处于起步阶段，预计未来几年将蓬勃发展，并进一步影响由3D打印开始的新工业革命。其应用主要包括生物医学设备，如支架、用于组织工程的支架、用于药物递送或细胞治疗的复合水凝胶，以及软体机器人等。目前，4D打印材料的发展面临两个重要挑战，一个是适用于4D打印（特别是在微尺度上）的3D打印技术受限，另外一个是可采用的智能材料类别有限。

智能材料是支撑4D打印技术的重要因素之一。这种材料具有特殊的性质，可以对外界刺激做出响应，从而实现物体的形态和功能的变化。因此，研究和开发智能材料是推动4D打印技术发展的重要任务。智能材料不一定必须具备改变形状的能力。在伪装技术、信号传递、异物检测和生物医学应用中，能够改变颜色、硬度或透明度的材料也很重要。

虽然4D打印目前仅限于非常小的变形和非常缓慢的时间变化，但4D纺织品提供了增加变形和响应时间的可能性。当增材制造与高弹性、可扩展的纺织材料相结合，为探索一系列新材料，比如4D纺织品，提供了机会。4D纺织品是可以随着时间的推移改变形状或功能的结构或纺织产品。施加特定的刺激来激活切换过程。通过这项技术，当衣服或鞋子受到触发反应的特定刺激时，其功能、形状或属性会随着时间的推移而发生变化。

德国亚琛大学正在开发可以改变形状、功能和外观的4D纺织品，它可以通过混合材料之间的复杂相互作用和外部刺激来适应用户和环境。因此，它们实现了自由设计、定制并减少材料消耗。应用领域主要为消费品、汽车内饰、纺织外墙和医疗技术。

 运动服品牌 Patronace由德国慕尼黑设计师Bastian Müller开发，采用创新的 GRDXKN 4D打印技术，将基材转变为智能纺织品。这些衣服专为包括滑板、踏板车还有电动自行车等日常城市出行而设计。创新的4D 打印技术与特殊印花浆料相结合，可以为各种纺织品（如棉、涤纶、尼龙或芳纶棉）提供附加的技术功能。独特的服装外观源自它的功能层：薄膜织物外层透气、控湿且防水。打印层在跌倒时可以形成保护支撑。该技术目前应用于多个行业，诸如运动装、室内装饰、时尚、汽车、概念设计等。

根据“全球4D打印市场——2017年至2027年全球预测”的市场报告，2021年至2027年间，4D打印市场预计将以42.1%的复合年增长率（CAGR）增长，其中4D纺织品预计将占整个市场的20%。4D打印技术的主要的终端应用，预计将从军事、国防、航空航天和医疗保健领域兴起。一旦该技术能够应用于大规模生产，它就可以满足包括纺织、服装和鞋类在内的其他行业的需求。Industry 5.0（价值驱动）将通过智能技术推动4D打印的发展。

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