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3D打印解决重大难题:终于有颜色了

简介:

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3D打印驱使世界设计和科技领域均发生了巨大变革。它改变了我们对设计、原型和制造技术的看法。


但任何对3D打印有所了解的人都会意识到3D打印有个很重要的问题,那就是颜色。3D打印几乎能做出任何形状的东西,但它们的颜色看上去却仅仅是其原型的阴影。


如今,来自德国计算机图形学研究Fraunhofer研究所的Alan Brunton及其同事首次研发出如何在3D打印中表现出具体颜色。他们的工作能将3D打印带到一个全新的层次。


一般而言,3D打印做出来的物件均通过融合粉末或铺设挤压塑料来一次性做成。这两种打印方法对颜色的控制非常原始。


因此人们需要像2D打印图片那样,一个像素一个像素低进行打印。换句话说,这需要3D打印一个体素一个体素地进行打印。


其实去年这项技术就已经在市面上出现。它利用一些喷墨一滴滴地在物体表面平铺,这些墨滴会立即被紫外线固化,成为固体。


它能让人们对颜色的控制更精准,毕竟每个墨滴都能被视作一个体素。这也是Brunton及其同事研究的方向,但说起来容易做起来难。


首先是数据庞大的墨滴。墨滴非常小,一立方厘米的固体中含有大约1800万个墨滴。任何体积像样的3D打印物件必须由上百万体素构成,打印时必须将每个体素考虑在内。


其次由于紫外线要通过这些墨滴来进行固化,因此墨滴必须半透明。这也会对最终物件颜色的呈现有影响。


最后是3D打印的特性。在2D打印中,人们可以将三种不同颜色的墨水进行结合以创造出不同颜色。但在3D打印中,每个墨滴均是独立的材料,这约束了最终成品的颜色范围。


Brunto及其同事结合了两种技术。第一种技术名为半色调处理,一些连续的阴影和颜色被一系列不同大小和间隔的小圆点代替。第二种是计算出物件表明各涂层的分散光。


结果非常喜人。上图中只有三个苹果和大拇指是真的,其余均为3D打印物件,但人们很难辨认出来。


Brunton与其同事表示未来材料科学家研发出不那么透明的打印材料且打印机分辨率变得更高时,结果会更好。结合半透明和不透明的油墨之后,许多半透明质仿生材料(比如皮肤)也能被制造出来。


随着科技发展,当前的3D打印机要不了几年就会过时。


原文发布时间为:2015-06-22

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