4D打印機就是在3D打印的基礎(chǔ)上增加時間元素，它首次是在洛杉磯舉行的《科技、娛樂、設(shè)計（TED）大會》由麻省理工學(xué)院自我組裝實驗室的科學(xué)家斯凱拉·蒂比茨對這款產(chǎn)品進行了展示4D打印機。在展示過程中，一根復(fù)合材料在水中完成了自動變形。據(jù)介紹，這根復(fù)合材料由3D打印機“打印”，所使用的原材料為一根塑料和一層能夠吸水的“智能”材料。蒂比茨稱：“打印過程并不是新鮮的東西，但關(guān)鍵是打印出來后發(fā)生的變化。”
對于這一技術(shù)的運用，蒂比茨認為其能夠自我變形的特性，可以讓物體實現(xiàn)在地下管道等難以接觸到的地方進行自我組裝。此外，這一技術(shù)還有可能應(yīng)用到家具、自行車、汽車、甚至建筑物的制造上。
蒂比茨正在尋找制造商與他合作，以期在這些方面進行創(chuàng)新。“我們在尋找必須使用到這些材料的產(chǎn)品……設(shè)想一下，如果水管能夠自我延伸，應(yīng)對不同的需求和流量，這樣就能夠省掉挖掘街道的步驟了。”
一些專家們認為，這一技術(shù)的問世可能預(yù)示著自我組裝家具時代的來臨。美國軟件開發(fā)商、參與4D技術(shù)開發(fā)的歐特克公司正在對此進行更進一步的研究。該公司首席研究專家卡洛·奧古恩稱：“想象一下這樣的場景，你在宜家買到一把椅子，然后把它放到你的屋子里，關(guān)鍵的是，這把椅子會自我組裝。”
奧古恩說，4D打印概念的靈感來自于生物的自我復(fù)制能力。不過，該技術(shù)初期只能“打印”自動變形的條狀物體，其下一步的研究目標是“打印”片狀物體，然后才是結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的物體。

4D打印機產(chǎn)品特點
1不挑材質(zhì)，可以在水晶、PVC、玻璃、金屬、陶瓷、雅加力等表面印刷上精美圖案；
2、與印刷圖案沒有表面接觸，避免對一些易碎印刷品造成任何破損；
3、適用超薄承印物和厚達20厘米的任意形狀產(chǎn)品；
4、無需制版，兼顧小批量產(chǎn)品印刷、；
5、無需套色，一次印刷多色，完美的顏色過渡；
6、操作工序簡單，即噴即干，具有高效、快速的個性化輸出特點；
7、成品率高，使用壽命長；
8、微壓電噴墨印花精度可達2880.DPI；
9、防打印頭堵塞功能使機器性能更加穩(wěn)定；
10、可提供連續(xù)式供墨系統(tǒng)可大大降低打印成本，提高利潤空間；
11、全系列的打印墨水及圖層處理技術(shù)；
12、特殊的墨水成分可確保戶外長時間色彩清晰艷麗；
13、打印速度可根據(jù)打印精度調(diào)整；
14、通過自動傳感器自動調(diào)整耗材合適高度，輸出后自動恢復(fù)固定架；
15、克服材料的界限：可打印規(guī)定厚度內(nèi)的任意介質(zhì)，完全克服了只能使用專用紙張和專用規(guī)格的傳統(tǒng)打印方式，可以使用非常薄或非常厚的物件，其厚度可達到200mm/100mm；
16、自動清洗系統(tǒng)：顯著的防噴頭堵塞功能根據(jù)消費者的選擇以各種模式的周期自動清洗打印頭，這樣可防止噴嘴阻塞現(xiàn)象。

4D打印讓快速建模有了根本性的轉(zhuǎn)變。與3D打印的預(yù)先建模然后使用物料成形并不一樣，4D打印直接將設(shè)計內(nèi)置到物料當中，簡化了從“設(shè)計理念”到“實物”的創(chuàng)物過程。讓物體如機器般“自動”創(chuàng)造，不需要連接任何復(fù)雜的機電設(shè)備。為了充分應(yīng)用這一新技術(shù)，Autodesk公司的研發(fā)團隊進一步設(shè)計了新軟件Cyborg，可以用于自我組裝和可編程的模擬材料，實現(xiàn)設(shè)計的優(yōu)化和材料的折疊。
傳統(tǒng)而言，造物過程一般是，先模擬后制造，或者一邊建物一邊調(diào)整模擬效果。而通過硬件和軟件的緊密結(jié)合，4D打印顛覆了傳統(tǒng)的造物方式。

4D打印的流程是這樣的：首先對材料進行編程，使其能夠?qū)δ承┐碳ぷ龀龇磻?yīng)，比如冷、熱和濕度，再把這樣的材料用3D打印機打印出來。這些物質(zhì)中的粒子形成紐帶，可以，比如說，使材料打印帶將材料塑造成某種形狀。美國馬薩諸塞州技術(shù)研究實驗室總監(jiān)Skylar Tibbits表示，4D打印可以生產(chǎn)智能產(chǎn)品，它可以自動適應(yīng)外部變化，進行自我修復(fù)。比如，管道可以設(shè)計成能夠根據(jù)水流量進行膨脹或收縮的，或者在破裂時自我修復(fù)。自適應(yīng)或自修復(fù)技術(shù)也能在災(zāi)難救援或太空環(huán)境等惡劣環(huán)境中派上用場
雖然4D打印在實驗室中已經(jīng)取得了成功，Tibbits最近研發(fā)出一種材料，能夠自動折疊成箱子。但是，目前還沒有人用4D打印創(chuàng)造真實的產(chǎn)品。沒有數(shù)據(jù)能夠顯示自適應(yīng)產(chǎn)品真正進入市場還要等待多少年，也不知道它能否取得編程中的表現(xiàn)。如果4D打印能夠成功，它將給建筑和制造行業(yè)帶來革命性的改變，并引發(fā)大量失業(yè)。但現(xiàn)在，它還只能是美好的未來。