Разработана недорогая система точной окраски 3d объектов

Доцент Чанцзи Чжень совместно с исследователями из университета Чжэцзян в Китае разработали технику, которая сделает возможным использование гидрографической печати для окраски объектов, полученных методом 3d печати.

С помощью нового компьютерного метода Чжень и его команда разработали модель, которая предсказывает искажение цветной пленки в процессе гидрографического погружения, и использовали ее для создания цветной пленки, которая гарантирует точное соответствие текстур поверхности объекту.

Результаты исследования будут представлены в ходе мероприятия SIGGRAPH 2015, которое пройдет с 9 по 13 августа в Лос-Анджелесе.

«Достижение точного соответствия цветовой текстуры на поверхности объекта со сложной поверхностью, от шлема мотоциклиста до напечатанного на 3d принтере гаджета, до сих пор было почти невозможным предприятием в гидрографической печати», сообщил Чжень. „Впервые внедрив компьютерную модель в традиционный процесс гидрографической печати, мы упростили физическое украшение 3d поверхностей специальными цветовыми текстурами“.

Используемая в массовом производстве для передачи повторяющихся цветовых паттернов на 3d поверхность, гидрографическая печать может применяться в случае с разными материалами, включая металл, пластик, древесину и фарфор. В процессе ПВА-пленка с напечатанными цветными паттернами помещается на поверхность воды. Затем на пленку распыляется химический активатор, благодаря чему пленка становится мягче и легче растягивается.

Далее, физический объект медленно погружается в воду прямо через пленку на поверхности. Как только пленка касается поверхности объекта, она растягивается, окутывает поверхность и удерживается на ней. Цветные чернила, напечатанные на ПВА-пленке, переходят на поверхность объекта.

Процесс имеет фундаментальное ограничение, из-за которого практически невозможно точно совместить цветовой паттерн с поверхностью объекта, поскольку пленка растягивается. В случае со сложными поверхностями растяжением может оказаться сильным и способно привести к разрыву пленки.

«Текущая гидрографическая печать ограничена передачей повторяющихся цветных паттернов», пояснил Чжень. „Однако иногда пользователю требуется окрасить поверхность объекта специфическими цветовыми паттернами, украсить напечатанную 3d способом кружку специфическим изображением или просто окрасить игрушку“.

Чжень развил новый метод моделирования вязких листов, чтобы моделировать растяжение цветной пленки в процессе гидрографической печати. Эта модель предсказывает растяжение и искажение цветных пленок и создает карту между локациями на пленке и поверхности объекта. С помощью такой карты можно сформировать цветное изображение для печати на пленке ПВА и затем, после гидрографического погружения, формируется желаемый цветовой паттерн на поверхности объекта.

Чтобы доказать работоспособность метода, Чжень с коллегами использовали стандартное оборудование для построения калиброванной системы, в которой механический аппарат управляет точным погружением объекта, а трехмерная система измеряет положение объекта и место его погружения.

«Систему легко настроить для персонального использования, и она достаточно дешева, порядка 40 центов США за одну печать», заключил Чжень. „Работает технология с целым диапазоном сложных поверхностей“.