卡内基梅隆大学的一组研究人员利用3D打印技术创建了一系列令人印象深刻的自动折叠3D物体。他们的Thermorph 3D打印方法利用了3D打印中的一个常见缺陷，即打印后的塑料物体发生翘曲。这使得团队可以使用相对基本的桌面FDM 3D打印机来构建自己折叠的物体，使得他们的方法比 过去开发的3D打印自折叠 “4D”物体的类似方法更便宜  。

3D打印在线平台3D工场（www.3Dworks.cn）了解到，当一个物体被3D打印时，其结构内部会留下残余应力。当物体冷却时，这种应力会以热塑性收缩的方式释放，从而导致边缘和表面变形。Thermorph技术通过精确控制这一过程，改变热塑性材料沉积的速度以及将易变形材料与抵抗挛缩的类橡胶材料结合起来。

将物体打印平整，然后放入热水中以触发受控翘曲过程。通过这种方式，平面物体可以转换成任何数量的不同3D对象，其形状在设计阶段预先确定。球队迄今为止创造的例子包括兔子，玫瑰和小船。他们打印的几何形状经常有多达70张脸。

3D打印在线平台3D工场（www.3Dworks.cn）了解到，该团队用于Thermorph结构的3D打印系统是基本的，但他们使用了专门为此任务构建的高级软件。替换打印机的开源代码，他们实现了一个程序，可以自动确定实现特定折叠角度和实现特定形状所需的确切打印速度和3D模式。

“该软件基于代表弯曲区域带状运动的新曲线折叠理论”，Carnegie Mellon人机交互研究所的研究员Byoungkwon An说。“基于这一理论的软件可以在几秒钟内将任意3D网格形状编译成相关的热塑片，而无需人工干预。”

该团队认为，他们的Thermorph方法可以节省他们在研究中测试的所有形状所需的打印时间的60％到87％。迄今为止它只在较小的物体上被证明，但是在未来它可以被扩大到为许多不同的领域提供许多有用的应用。诸如扁平家具之类的产品可以通过3D打印方式使其能够在热风枪的帮助下迅速形成最终形状。紧急避难所也可以平坦运输，然后在太阳的温暖下折叠成适当的形状。该技术的成本和速度意味着它可能用于印刷原型或非关键部件，例如船体和其他玻璃纤维产品的模具。

Thermorph是一个合作项目，CMU的研究人员与浙江大学，锡拉丘兹大学，会津大学和杜维恩的研究人员合作。CMU人机交互研究所助理教授，Morphing Matter Lab主任Lining Yao将在计算系统人类因素会议2018 CHI上发表该研究。这是4月21日至26日在加拿大蒙特利尔举行的。