為了充分應(yīng)用這一新技術(shù)，Autodesk公司的研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步設(shè)計(jì)了新軟件Cyborg，可以用于自我組裝和可編程的模擬材料，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)化和材料的折疊。
傳統(tǒng)而言，造物過(guò)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(guò)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。
3D打印是預(yù)先建模再打印出成品，而4D打印的邏輯，是把產(chǎn)品設(shè)計(jì)通過(guò)打印機(jī)嵌入可以變形的智能材料中，在特定時(shí)間或激活條件下，無(wú)需人為干預(yù)，也不用通電，便可按照事先的設(shè)計(jì)進(jìn)行自我組裝。

4D打印機(jī)就是在3D打印的基礎(chǔ)上增加時(shí)間元素，它首次是在洛杉磯舉行的《科技、娛樂(lè)、設(shè)計(jì)(TED)大會(huì)》由麻省理工學(xué)院自我組裝實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家斯凱拉·蒂比茨對(duì)這款產(chǎn)品進(jìn)行了展示4D打印機(jī)。在展示過(guò)程中，一根復(fù)合材料在水中完成了自動(dòng)變形。據(jù)介紹，這根復(fù)合材料由3D打印機(jī)"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(guò)程并不是新鮮的東西，但關(guān)鍵是打印出來(lái)后發(fā)生的變化。"
對(duì)于這一技術(shù)的運(yùn)用，蒂比茨認(rèn)為其能夠自我變形的特性，可以讓物體實(shí)現(xiàn)在地下管道等難以接觸到的地方進(jìn)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(jìn)行創(chuàng)新。"我們?cè)趯ふ冶仨毷褂玫竭@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(duì)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(rèn)為，這一技術(shù)的問(wèn)世可能預(yù)示著自我組裝家具時(shí)代的來(lái)臨。美國(guó)軟件開發(fā)商、參與4D技術(shù)開發(fā)的歐特克公司正在對(duì)此進(jìn)行更進(jìn)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(chǎng)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(huì)自我組裝。"
奧古恩說(shuō)，4D打印概念的靈感來(lái)自于生物的自我復(fù)制能力。不過(guò)，該技術(shù)初期只能"打印"自動(dòng)變形的條狀物體，其下一步的研究目標(biāo)是"打印"片狀物體，然后才是結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的物體。

4D打印技術(shù)是在3D打印的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，允許材料“自我組裝”成3D結(jié)構(gòu)。相比之下，4D打印增加的一個(gè)維度是指時(shí)間。科羅拉多大學(xué)博爾德分校的研究人員已成功在其打印技術(shù)中加入第四個(gè)維度，為在制造、封裝和生物醫(yī)學(xué)中應(yīng)用的自適應(yīng)復(fù)合材料的制造和使用帶來(lái)可能。
盡管3D打印技術(shù)興起的時(shí)間不長(zhǎng)，大多數(shù)人還沒來(lái)得及弄清它是怎么回事，一項(xiàng)更先進(jìn)的4D打印技術(shù)又嶄露頭角、不期而至，大有徹底改變傳統(tǒng)工業(yè)打印甚至建筑行業(yè)之勢(shì)。
4D打印技術(shù)是在3D打印的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。3D包含的3個(gè)維度指的是長(zhǎng)度、寬度和高度，利用3D技術(shù)可以打印出從牛排到手槍等無(wú)數(shù)產(chǎn)品；而4D打印增加的一個(gè)維度是指時(shí)間。因此有人將4D打印技術(shù)的概念簡(jiǎn)化為這樣一個(gè)公式：4D=3D時(shí)間。
與3D打印的預(yù)先建模而后使物料成形不同，4D打印利用歐特克公司設(shè)計(jì)的新軟件Cyborg，直接將設(shè)計(jì)內(nèi)置到物料當(dāng)中，在物料內(nèi)嵌入了改變形狀的能力，簡(jiǎn)化了從“設(shè)計(jì)理念”到“實(shí)物”的創(chuàng)造過(guò)程，讓物體如同機(jī)器一樣無(wú)需連接任何復(fù)雜的設(shè)備就能“自動(dòng)”創(chuàng)造，從而使快速建模發(fā)生了根本性改變。在這里，打印將不再是創(chuàng)造過(guò)程的終結(jié)，而成為一個(gè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)。這就好像把智慧植入到了材料當(dāng)中，使材料變成為沒有電線和發(fā)動(dòng)機(jī)的、具有自主意識(shí)的“機(jī)器人”。
科羅拉多大學(xué)博爾德分校的研究人員已成功在其打印技術(shù)中加入第四個(gè)維度，為在制造、封裝和生物醫(yī)學(xué)中應(yīng)用的自適應(yīng)復(fù)合材料的制造和使用帶來(lái)可能。
該研究團(tuán)隊(duì)由科羅拉多大學(xué)博爾德分校機(jī)械工程學(xué)院副教授H.杰里奇領(lǐng)導(dǎo)，他和其合作伙伴——來(lái)自新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)的馬丁·L·鄧恩一起，已經(jīng)開發(fā)出4D打印方法，并對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試。這些研究人員將“形狀記憶”聚合纖維加入傳統(tǒng)3D打印使用的復(fù)合材料中，從而生產(chǎn)出在某一種形狀上的固定對(duì)象，而這一形狀稍后會(huì)轉(zhuǎn)化為一種新的形狀。