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        新突破!3D打印技术实现彩色打印了

        来源:e键打印   发布时间:2015-06-22 09:09:48   浏览次数:1300

          毫无疑问,3D打印技术可以完美地打印任何形状的复制品,但对于原件的颜色,就显得有些无能为力了。创客联盟了解到3D打印最新突破:可以实现彩色打印了。


          近期,德国弗劳恩霍夫计算机图形研究所的Alan Brunton及其朋友们的工作有望改变这一现状,他们找到了如何在3D打印过程中加入精确颜色方案的方法,这在3D打印技术领域尚属首次。


        图片49.jpg

        (上图中只有三个苹果和拇指是真实的,其余都是Brunton利用新方法打印的3D复制品,小编已经傻傻分不清楚了。)


          一般来说,3D打印的物体是由一层层的定影粉或压缩塑料组成,现有的方法都不能对目标颜色进行有效的控制。因此想要在颜色方面取得突破,必须另寻他法。传统的2D打印机制成的图像是由像素构成,如果3D打印物体由体素构成,是不是就能解决颜色问题了?


          大约在一年之前,市场中就有由体素构成的3D打印物。这些3D物品由多个喷墨打印机一点一滴制成,在紫外线的照射下这些液滴可以瞬间固化。如果将每一滴液体看做是一个体素,那是不是就有可能对颜色进行准确控制呢?这就是Brunton拟采取的方案,众所周知,动手总比动嘴皮子难的多,在实际操作过程中,Brunton面临着不少的难关:


          首先,在3D打印之前(扫描)及打印过程中,需要面临庞大的数据量及数学运算。从喷墨打印机中喷出的液滴很小,一立方厘米的范围内就能容纳1800万个。因此任意一个差不多的对象都由数百亿个体素单元组成,且每个体素对最终目标颜色的影响也将计算在内。


          其次,这些微小的液滴必须具备一定的透明度,如此紫外线才能透过液滴从而将其固化。这对目标物体的视觉外观具有显著地影响,因为光线在穿过体素的过程中会出现光的散射、折射等现象。这也就意味着,液滴的颜色必须综合考虑光线的散射作用,这极大地增加了颜色方案计算的难度和强度。


          最后还有一点:在2D打印过程中,可以在一幅图像中的任一点使用多达3种不同的颜色;但是在3D打印中,每个液滴只能是一种单一的材料,因此颜色的选择范围被大大地制约了。


          然而,Brunton借鉴数十年的2D印刷以及一般彩色成像技术,已经取得了显著的进展。他们的方法结合了两种不同的技术:第一种是被称为半色调的二维打印技术,可以近似地看成一种三维技术,这种技术是利用不同大小和间距的点替代连续的色调和颜色。第二种是计算物体表面颜色的方法,该算法需综合考虑光线透过体素时将发生散射等现象。


          Brunton表示,随着材料科学的发展以及更高分辨率打印机的出现,3D打印效果还会更好。在所有的这些方面,其团队提出的算法还将接受检验。相对而言,透明度更低的油墨及分辨率更高的打印机更易实现。


          将来,还要高度重视半透明、不透明油墨的混合使用,因为很多生物材料具有半透明的特性,譬如皮肤。


          这是一个非常有趣的研究工作,将翻开3D打印的新篇章。相信不久之后,现今流行的打印设备就会淘汰。


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