CN109717991A - 具有形变调控功能的假肢接受腔及其4d打印成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有形变调控功能的假肢接受腔，它包括内腔和外腔，所述内腔由智能可变形材料制成；外腔由承载能力较好的聚合物结构材料制成；内腔与外腔厚度比为1:(3～5)。本发明采用4D打印技术将由智能可变形材料制成的内腔引入假肢接受腔内形成具有形变调控功能的假肢接受腔，并按照佩戴者残肢的三维形貌数据、肌骨生物力学特征等参数逐层打印具有人体生物力学性能的刚柔耦合的假肢接受腔，在外场激励下，内腔产生膨胀、扭曲、折叠等智能时序变形，动态地调节假肢接受腔内部的形状和硬度，改善假肢接受腔与佩戴者残肢的贴合程度，增强假肢接受腔与佩戴者残肢界面间压力分布的均匀性，提高佩戴者的穿戴舒适性和使用安全性。

Description

具有形变调控功能的假肢接受腔及其4D打印成型方法

技术领域

本发明涉及一种新型假肢接受腔及其制造方法，具体地说，本发明涉及一种具有形变调控功能的假肢接受腔及其4D打印成型方法。本发明属于医疗康复设备技术领域。

背景技术

目前，我国由于工业伤害、疾病、自然灾害、交通事故等造成的肢残人群总量达数百万人之多，他们普遍需要通过安装假肢的方式最大程度恢复肢体功能。现有上肢和下肢的假肢通常均包括假肢接受腔、校准系统和诸如膝盖、脚或手的功能部件。无论安装何种假肢，均需要通过假肢接受腔将自身残肢和假肢功能部件进行对接、匹配。作为假肢的最重要的连接部件假肢接受腔直接与残肢接触、容纳残肢并包容残肢的软组织，匹配性不佳的假肢接受腔往往易引起佩戴者残端淤血，水肿，对佩戴者造成二次伤害。因此，假肢接受腔的匹配程度直接影响着假肢的穿戴安全性、舒适性及使用功效。

由于佩戴者的肢体残端形状、硬度各不相同，假肢接受腔的形状和硬度均因人而异。为了实现假肢接受腔与佩戴者肢体残端的最佳匹配，目前在假肢接受腔的制作上除传统的石膏取型手工翻模外，已经有很多康复辅具装配部门采取了3D打印技术。例如，专利文献CN 107260370 A公开了“基于三维扫描技术的假肢接受腔三维模型制作方法及系统”，该方法通过三维扫描技术实现了适用于3D打印的假肢接受腔个性化数据的处理和建模；专利文献CN 108652794 A进一步公开了一种3D打印假肢接受腔设计结构及生产工艺，能够将三维数据导入尼龙3D打印设备中打印加工完成假肢接受腔的生产制作，使修型的尺寸调整更为灵活准确并节约了材料和人力；专利文献CN 108451676 A公开了一种具有自适应性的3D打印柔性接受腔，使接受腔内腔和接受腔外壳能够3D打印一体成型，从而能够加工制备具有弹性模量梯度变化的接受腔。

尽管以上专利文献所述3D打印方法解决了假肢接受腔制作的大多数个性化问题，但佩戴者肢体残端受载情况下的真实三维扫描的数据处理仍缺乏很好的解决方案，主要原因在于假肢接受腔形状与佩戴者的残肢受力情况、肌肉松紧程度、坐姿状态等密切相关，而基于三维扫描数据3D打印形成的假肢接受腔形状是固定不变的，不能够根据佩戴者的坐姿、肌肉松紧程度等进行适当的动态调整。再者，由于佩戴者年龄的增长和肌肉逐渐萎缩，其残肢末端会随着时间在形状和状况上发生变化，重新3D打印新的假肢接受腔将导致大量人力物力的浪费，而且废弃假肢接受腔会对环境造成不同程度的污染。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种具有形变调控功能的假肢接受腔4D打印成型方法，以及通过该4D打印成型方法产生的具有形变调控功能的假肢接受腔。该假肢接受腔4D打印成型方法是在现有的3D打印的基础上，引入一个时间维度，按照佩戴者残肢的三维形貌特征，在假肢接受腔内附着一层智能可变形材料，随着佩戴者残肢负载、肌肉萎缩等情况的变化，该智能材料在外场激励下发生膨胀、扭曲、折叠等自我变形，形成与佩戴者肢体残端适时相协调的假肢接受腔形状和硬度，填充假肢接受腔与肢体残端之间的空隙，使假肢的穿戴更舒适。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种具有形变调控功能的假肢接受腔，其特征在于：它包括内腔和外腔两部分；所述内腔由柔性的聚合物智能可变形材料制成；所述外腔由承载能力较好的聚合物结构材料制成；所述内腔与外腔厚度比为1:(3～5)。

在本发明较佳实施例中，所述聚合物智能可变形材料为聚氨酯、交联聚乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、反式聚异戊二烯或苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种。

在本发明较佳实施例中，所述聚合物智能可变形材料在外场刺激下可发生变形；所述外场刺激采用热激励、电激励、磁激励、光激励或超声激励中的一种。

在本发明较佳实施例中，所述聚合物结构材料选用尼龙、ABS树脂、丙烯-丁烯共聚物、硬质橡胶、聚乳酸复合材料、碳纤维增强ABS树脂复合材料、碳纤维增强尼龙复合材料、碳纤维增强ASA复合材料、碳纤维增强PETG复合材料、玻璃纤维增强ABS树脂复合材料、玻璃纤维增强尼龙复合材料、玻璃纤维增强ASA复合材料或玻璃纤维增强PETG复合材料中的一种。

本发明还提供了一种具有形变调控功能的假肢接受腔4D打印成型方法，它包括以下步骤：

1)利用人体三维扫描系统，获取佩戴者残肢的三维形貌特征数据，并建立佩戴者残肢的三维点云模型；

2)利用人体肌骨刚度测量设备，依次记录佩戴者残肢在站立位和坐立位不同负载情况下的刚度特征数据，获取佩戴者残肢肌骨的刚度变化特征数据；

3)利用核磁共振成像技术，扫描获取佩戴者残肢肌骨影像数据并运用MIMICS医学软件建立包含肌肉和骨骼的佩戴者残肢肌骨生物力学模型；

4)利用三维数值建模软件，根据步骤1)、步骤2)和步骤3)中获得的佩戴者残肢的三维点云数据、肌骨刚度变化特征数据以及残肢肌骨生物力学模型，建立与佩戴者残肢肌骨模型相适配的假肢接受腔三维结构模型；

所述假肢接受腔三维结构模型包括内腔和外腔两部分，内腔为柔性的聚合物智能可变形材料，外腔为承载能力较好的聚合物结构材料，内腔与外腔厚度比为1:(3～5)；

5)对假肢接受腔内腔中不同区域的智能可变形材料在变形程度、变形速率和变形方向上按照佩戴者残肢肌骨刚度特征和肌肉萎缩(或增生)的变化趋势进行预编程，形成可供打印机打印的假肢接受腔模型；

6)采用熔融直接成型方法逐层打印内腔聚合物智能可变形材料和外腔聚合物结构材料，打印成所需要的假肢接受腔初始构型；

其中，打印机喷嘴直径0.08mm～0.4mm，扫描速度30～80mm/s，成型温度控制在材料熔点±5℃范围内；

7)对步骤6)得到的假肢接受腔初始构型进行保温、缓冷处理，保温处理时的熔体温度和缓冷处理时的冷却温度之间的温差为200～220℃，达到室温后即得打印后的由内腔和外腔构成的假肢接受腔实体。

在本发明较佳实施例中，所述步骤5)通过以下具体步骤实现：

5.1)利用有限元数值模拟软件，计算佩戴者坐立位、站立位及不同行走步速加载情况下残肢肌骨模型与假肢接受腔间的界面压力分布，优化界面压力分布后获取假肢接受腔内腔变形情况并结合佩戴者肢体残端骨骼截面和肌肉萎缩状况，形成与佩戴者残肢肌肉变形萎缩(或增生肿胀)大小、分布位置及硬度相匹配的假肢接受腔最终适配三维形状；

5.2)对比步骤4)中假肢接受腔的初始构型和最终适配构型，根据智能变形材料应变增长准则，对步骤4)中建立的假肢接受腔三维结构模型内腔1智能变形材料从变形程度、变形速率和变形方向三个角度进行与佩戴者残肢肌肉变形萎缩(或增生肿胀)大小、分布位置及硬度相适应的预编程，其中智能变形材料应变变形准则如下：

式中系数C是由4D打印设计软件综合分析假肢接受腔初始构型和最终构型各处几何差值、外场激励强度、智能材料物理力学性能而得到的比例系数，t是智能材料的变形时间，τ是与智能材料变形速率有关的参数；

5.3)利用材料变形与力学分析模拟软件，仿真模拟假肢接受腔初始构型至最终适配构型的驱动变形过程，从力学强度、变形协调性方面优化和调整预编程，建立假肢接受腔内腔形变的调控机制并运用3D打印机切片处理软件形成可供打印机打印的假肢接受腔模型路径数据。

在佩戴者佩戴假肢接受腔之后，残肢肌肉变形稳定后，医生在佩戴者残肢段肌肉变形处对所述内腔施加外场激励，使所述内腔智能可变形材料便能够按照步骤5)中的预编程机制进行形变调控，从而得到成型后的4D打印假肢接受腔。

所述外场激励采用热激励、电激励、磁激励、光激励或超声激励中的一种

本发明采用4D打印技术将聚合物智能可变形材料引入假肢接受腔形成具有形变调控功能的假肢接受腔，并按照佩戴者残肢的三维形貌数据、肌骨生物力学特征等实际情况，逐层打印具有人体生物力学性能的刚柔耦合的假肢接受腔外腔和内腔，在外场激励下，内腔产生膨胀、扭曲、折叠等智能时序变形，动态地调节假肢接受腔内部的形状和硬度，从而改善假肢接受腔与佩戴者残肢的贴合程度，增强假肢接受腔与佩戴者残肢界面间压力分布的均匀性，提高佩戴者的穿戴舒适性和使用安全性。

附图说明

图1为本发明假肢接受腔4D打印成型方法流程图；

图2A为本发明打印成型的假肢接受腔结构示意图；

图2B为图2A的A-A截面图；

图3为本发明打印成型的假肢接受腔内腔在外场激励下均匀膨胀形变调控示意图；

图4为本发明打印成型的假肢接受腔内腔在外场激励下局部膨胀形变调控示意图；

图5为本发明打印成型的假肢接受腔内腔在外场激励下局部收缩形变调控示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的结构及特征进行详细说明。需要说明的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改，因此，说明书中公开的实施例不应该视为对本发明的限制，而仅是作为实施例的范例，其目的是使本发明的特征显而易见。

如图1所示，本发明公开的一种具有形变调控功能的假肢接受腔4D打印成型方法，包括以下步骤：

1)利用人体三维扫描系统，获取佩戴者残肢的三维形貌特征数据，并建立佩戴者残肢的三维点云模型；

2)利用人体肌骨刚度测量设备，依次记录佩戴者残肢在站立位和坐立位不同负载情况下的刚度特征数据，获取佩戴者残肢肌骨的刚度变化特征数据；

3)利用核磁共振成像技术，扫描获取佩戴者残肢肌骨影像数据并运用MIMICS医学软件建立包含肌肉和骨骼的佩戴者残肢肌骨生物力学模型；

4)利用三维数值建模软件，根据步骤1)、步骤2)和步骤3)中获得的佩戴者残肢的三维点云数据、肌骨刚度变化特征数据以及残肢肌骨生物力学模型，建立与佩戴者残肢肌骨模型相适配的假肢接受腔三维结构模型。

本发明建立的假肢接受腔三维结构模型包括内腔1和外腔2两部分(如图2所示)，内腔1为柔性的聚合物智能可变形材料，外腔2为承载能力较好的聚合物结构材料，内腔1与外腔2厚度比为1:(3～5)。

5)对假肢接受腔内腔1中不同区域的智能可变形材料在变形程度、变形速率和变形方向上按照佩戴者残肢肌骨刚度特征和肌肉萎缩(或增生)的变化趋势进行预编程，形成可供打印机打印的假肢接受腔模型。

具体方法为：

5.1)利用有限元数值模拟软件，计算佩戴者坐立位、站立位及不同行走步速加载情况下残肢肌骨模型与假肢接受腔间的界面压力分布，优化界面压力分布后获取假肢接受腔内腔变形情况并结合佩戴者肢体残端骨骼截面和肌肉萎缩(或增生肿胀)状况，形成与佩戴者残肢肌肉变形萎缩(或增生肿胀)大小、分布位置及硬度相匹配的假肢接受腔最终适配三维形状；

5.2)对比步骤4)中假肢接受腔的初始构型和最终适配构型，根据智能变形材料应变增长准则，对步骤4)中建立的假肢接受腔三维结构模型内腔1智能变形材料从变形程度、变形速率和变形方向三个角度进行与佩戴者残肢肌肉变形萎缩(或增生肿胀)大小、分布位置及硬度相适应的预编程，其中智能变形材料应变变形准则如下：

式中系数C是由4D打印设计软件综合分析假肢接受腔初始构型和最终构型各处几何差值、外场激励强度、智能材料物理力学性能而得到的比例系数，t是智能材料的变形时间，τ是与智能材料变形速率有关的参数；

5.3)利用材料变形与力学分析模拟软件，仿真模拟假肢接受腔初始构型至最终适配构型的驱动变形过程，从力学强度、变形协调性方面优化和调整预编程，建立假肢接受腔内腔1形变的调控机制并运用3D打印机切片处理软件形成可供打印机打印的假肢接受腔模型路径数据。

6)采用熔融直接成型方法逐层打印内腔1聚合物智能可变形材料和外腔2聚合物结构材料，打印成所需要的假肢接受腔初始构型，其中，打印机喷嘴直径0.08mm～0.4mm，扫描速度30～80mm/s，成型温度控制在材料熔点±5℃范围内。

7)对步骤6)得到的假肢接受腔初始构型进行保温、缓冷处理，保温处理时的熔体温度和缓冷处理时的冷却温度之间的温差为200～220℃，达到室温后即得打印后的由内腔1和外腔2构成的假肢接受腔实体。

根据佩戴者残肢情况和假肢矫形医生的诊断，在佩戴者佩戴该假肢接受腔后，残肢肌肉变形稳定后，医生在佩戴者残肢段肌肉变形处对内腔1施加与智能变形材料应变准则相一致的外场激励，内腔1智能可变形材料便能够按照步骤5)中的预编程机制进行形变调控，从而得到成型后的4D打印假肢接受腔。

对成型后的假肢接受腔进行性能测试，包括力学性能测试、激励形变调控测试、医用性能测试、舒适性能测试，使假肢接受腔在外场激励下发生膨胀、收缩、弯曲、扭曲等自我变形(例如图3所示的内腔1均匀膨胀变形)，满足佩戴者的个性化使用要求，至此，完成假肢接受腔的4D打印成型并给佩戴者装配。

在本发明的具体实施例中，构成所述假肢接受腔内腔1的聚合物智能变形材料选用聚氨酯、交联聚乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、反式聚异戊二烯或苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种。

构成所述假肢接受腔外腔2的聚合物结构材料选用尼龙、ABS树脂、丙烯-丁烯共聚物、硬质橡胶、聚乳酸复合材料、碳纤维增强ABS树脂复合材料、碳纤维增强尼龙复合材料、碳纤维增强ASA复合材料、碳纤维增强PETG复合材料、玻璃纤维增强ABS树脂复合材料、玻璃纤维增强尼龙复合材料、玻璃纤维增强ASA复合材料或玻璃纤维增强PETG复合材料中的一种。

所述外场激励采用热激励、电激励、磁激励、光激励或超声激励中的一种。

所述外场激励可以进行一次，也可以进行多次。其中，首次外场激励在假肢佩戴者残肢肌肉变形稳定后进行(通常约假肢佩戴后6个月左右)，外场激励的时间长度和强度应根据佩戴者残肢肌肉变形程度而定，且与智能变形材料预编程时所设定的应变增长准则相一致，根据假肢佩戴者对假肢接受腔穿戴舒适性的反馈情况可以进行后续二次或更多次外场激励。

在佩戴假肢的过程中，可能由于佩戴者自身的原因，其残肢可能局部的萎缩或肿大，如图4所示，可以对假肢接受腔内腔的局部进行外场激励，使其局部膨胀变形，使假肢接受腔适应佩戴者残肢局部肌肉萎缩的情况。或者，如图5所示，对假肢接受腔内腔的局部进行外场激励，使其局部收缩变形，使假肢接受腔适应佩戴者残肢局部肌肉肿胀的情况。

本发明公开的具有形变调控功能的假肢接受腔4D打印成型方法，是以聚合物结构材料为外腔，以聚合物智能可变形材料作为内腔。利用聚合物智能材料的可变形特性，在外场激励下通过膨胀、收缩、扭曲等形变，适应佩戴者残肢端肌肉、骨骼的变化。本发明采用4D打印成型原理，假肢接受腔的初始构型、内外腔材料均不受制造工艺的限制，按照佩戴者需求和经济条件，优选内外腔材料，设计具有适合个性需求的假肢接受腔。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.利用聚合物智能可变形材料作为可变形驱动材料，考虑假肢接受腔成型内腔的结构形变特征、激励特性和最终形变目标等信息，设计初始构型，实现假肢接受腔整体的快速智能制造，避免了假肢接受腔的反复试配，简化了假肢接受腔设计、制造和装配工艺。

2.以聚合物智能可变形材料作为驱动执行单元，通过与康复医生、假肢制作技师充分交流，将假肢制作技师的假肢接受腔的制作经验、手法以及佩戴者残肢肌骨的表观刚度变化特性融入于假肢接受腔内腔时序变形调控智能材料位置、分布、方向和属性的预排布并实现内腔形变调控，设计具有深度适合佩戴者个性化需求的假肢接受腔，改善了佩戴者残肢与假肢接受腔的界面压力分布，增强佩戴者的舒适性和安全性。

3.利用4D打印成型方法，成型后假肢接受腔内腔在特定外场激励下发生膨胀、收缩、弯曲、扭曲等自我变形，使其即使在佩戴者残肢肌肉发生一定萎缩或肿胀的情况下仍能与假肢接受腔内壁恰当稳定地贴合，既能有效降低佩戴者残肢发生损伤的风险又能避免重新制作假肢接受腔而导致大量人力物力的浪费，能为佩戴者节省大量的时间和费用，还有助于减少废弃假肢接受腔对环境的污染。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何通过4D打印技术、三维数值建模、形变和硬度调控机制来实现假肢接受腔个性化调控的设计思路均属于本发明技术构思的保护范围，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有形变调控功能的假肢接受腔，其特征在于：它包括内腔和外腔两部分，

所述内腔由柔性的聚合物智能可变形材料制成；

所述外腔由承载能力较好的聚合物结构材料制成；

所述内腔与外腔厚度比为1:(3～5)。

2.根据权利要求1所述的具有形变调控功能的假肢接受腔，其特征在于：所述聚合物智能可变形材料为聚氨酯、交联聚乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、反式聚异戊二烯或苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种。

3.根据权利要求2所述的具有形变调控功能的假肢接受腔，其特征在于：所述聚合物智能可变形材料在外场刺激下可发生变形；

所述外场刺激采用热激励、电激励、磁激励、光激励或超声激励中的一种。

4.根据权利要求1-3之一所述的具有形变调控功能的假肢接受腔，其特征在于：所述聚合物结构材料选用尼龙、ABS树脂、丙烯-丁烯共聚物、硬质橡胶、聚乳酸复合材料、碳纤维增强ABS树脂复合材料、碳纤维增强尼龙复合材料、碳纤维增强ASA复合材料、碳纤维增强PETG复合材料、玻璃纤维增强ABS树脂复合材料、玻璃纤维增强尼龙复合材料、玻璃纤维增强ASA复合材料或玻璃纤维增强PETG复合材料中的一种。

5.一种具有形变调控功能的假肢接受腔4D打印成型方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1)利用人体三维扫描系统，获取佩戴者残肢的三维形貌特征数据，并建立佩戴者残肢的三维点云模型；

2)利用人体肌骨刚度测量设备，依次记录佩戴者残肢在站立位和坐立位不同负载情况下的刚度特征数据，获取佩戴者残肢肌骨的刚度变化特征数据；

3)利用核磁共振成像技术，扫描获取佩戴者残肢肌骨影像数据并运用MIMICS医学软件建立包含肌肉和骨骼的佩戴者残肢肌骨生物力学模型；

4)利用三维数值建模软件，根据步骤1)、步骤2)和步骤3)中获得的佩戴者残肢的三维点云数据、肌骨刚度变化特征数据以及残肢肌骨生物力学模型，建立与佩戴者残肢肌骨模型相适配的假肢接受腔三维结构模型；

所述假肢接受腔三维结构模型包括内腔和外腔两部分，内腔为柔性的聚合物智能可变形材料，外腔为承载能力较好的聚合物结构材料，内腔与外腔厚度比为1:(3～5)；

5)对假肢接受腔内腔中不同区域的智能可变形材料在变形程度、变形速率和变形方向上按照佩戴者残肢肌骨刚度特征和肌肉萎缩(或增生)的变化趋势进行预编程，形成可供打印机打印的假肢接受腔模型；

6)采用熔融直接成型方法逐层打印内腔聚合物智能可变形材料和外腔聚合物结构材料，打印成所需要的假肢接受腔初始构型；

其中，打印机喷嘴直径0.08mm～0.4mm，扫描速度30～80mm/s，成型温度控制在材料熔点±5℃范围内；

7)对步骤6)得到的假肢接受腔初始构型进行保温、缓冷处理，保温处理时的熔体温度和缓冷处理时的冷却温度之间的温差为200～220℃，达到室温后即得打印后的由内腔和外腔构成的假肢接受腔实体。

6.根据权利要求5所述的具有形变调控功能的假肢接受腔4D打印成型方法，其特征在于：所述步骤5)通过以下具体步骤实现：

5.1)利用有限元数值模拟软件，计算佩戴者坐立位、站立位及不同行走步速加载情况下残肢肌骨模型与假肢接受腔间的界面压力分布，优化界面压力分布后获取假肢接受腔内腔变形情况并结合佩戴者肢体残端骨骼截面和肌肉萎缩状况，形成与佩戴者残肢肌肉变形萎缩(或增生肿胀)大小、分布位置及硬度相匹配的假肢接受腔最终适配三维形状；

5.2)对比步骤4)中假肢接受腔的初始构型和最终适配构型，根据智能变形材料应变增长准则，对步骤4)中建立的假肢接受腔三维结构模型内腔1智能变形材料从变形程度、变形速率和变形方向三个角度进行与佩戴者残肢肌肉变形萎缩/或增生肿胀的大小、分布位置及硬度相适应的预编程，其中智能变形材料应变变形准则如下：

式中系数C是由4D打印设计软件综合分析假肢接受腔初始构型和最终构型各处几何差值、外场激励强度、智能材料物理力学性能而得到的比例系数，t是智能材料的变形时间，τ是与智能材料变形速率有关的参数；

5.3)利用材料变形与力学分析模拟软件，仿真模拟假肢接受腔初始构型至最终适配构型的驱动变形过程，从力学强度、变形协调性方面优化和调整预编程，建立假肢接受腔内腔形变的调控机制并运用3D打印机切片处理软件形成可供打印机打印的假肢接受腔模型路径数据。

7.根据权利要求6所述的一种具有形变调控功能的假肢接受腔4D打印成型方法，其特征在于：在佩戴者佩戴假肢接受腔之后，残肢肌肉变形稳定后，医生在佩戴者残肢段肌肉变形处对所述内腔施加外场激励，使所述内腔智能可变形材料便能够按照步骤5)中的预编程机制进行形变调控，从而得到成型后的4D打印假肢接受腔。

8.根据权利要求7所述的具有形变调控功能的假肢接受腔4D打印成型方法，其特征在于：所述外场激励采用热激励、电激励、磁激励、光激励或超声激励中的一种。