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实现全彩3D打印的方式居然这么多,色彩中蕴藏的机遇在哪里?

导读: 本文作者为Get3DSmart公司的创始人和首席执行官JohnHauer,他对全球主流的全彩3D打印技术进行了概述,从这种历史的眼光来看,3D打印实现如2D印刷那样的全彩似乎已经越来越可期了,色彩一定会是3D打印走向生活和工业的一个重要的转折点。

  本文作者为Get3DSmart公司的创始人和首席执行官JohnHauer,他对全球主流的全彩3D打印技术进行了概述,从这种历史的眼光来看,3D打印实现如2D印刷那样的全彩似乎已经越来越可期了,色彩一定会是3D打印走向生活和工业的一个重要的转折点。

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  我认为全彩3D打印存在巨大的机遇,为什么呢?

  “对于数字(2D)打印来说,它的转折点就是可负担的颜色,我想这同样适用于3D,是通过直接打印出颜色还是后期处理上色来实现还有待讨论,但现在你买的那些通过大规模生产出来的产品有多少是单色的?不是很多。”

  这是我在两年前写下的,现在情况出现了变化,因为实现全彩的选择更多,甚至还有更多的方法在进行中。

  过去

  回到我写那篇文章的时候,仅仅只有几种方式来实现色彩3D打印。

  FDM实现色彩打印依赖于材料,可以在层之间切换色彩,实现类似于彩虹一样的效果,有些制造商用混合纤维来实现新的颜色,但FDM还是太局限了,因为颜色是由打印层决定,而非体素。

  另一种方法是在打印完成以后再上色,其中选择性激光烧结SLS使用白色尼龙塑料打印出来的产品的上色效果最好,这样能实现更多的色彩,但依然存在局限,只能进行表面装饰,内部依然是白色的,最大的问题在于会有磨损,而且随着时间的推移,颜料会掉。

  接着,Stratasys开始向全彩的方向进军,推出了基于polyjet(喷射)技术的Connex3机器,可以实现体素水平的色彩选择,然而他们的局限在于调色板是由最基本的三种颜色组成,在目前的全彩2D印刷过程中,至少需要4种颜色(青、红、黄、黑),因此Connex3可能满足了全彩,但还未囊括整个色彩范围。

  Mcor目前也在推出可以实现全彩的机器,但也只是外表可以全彩,他们使用的是传统的纸张,数字模切出形状,再一层层叠加直到产品成型,然后对外观进行喷墨,这当然实现了外观的彩色,但内部依然是白色(取决于你用什么颜色的纸)。

  可能由ZCorporation公司首次推出的一款机器是实现全彩打印最好的方法,这种机器可以在基础材料中将喷出的墨水进行混合,实现体素级别的色彩。后来这家公司被3DSystems收购,改名为ColorJetPrinting(CJP),3DSystems是这样描述其打印过程的:

  “CJP是一种增材制造方法,涉及到两个主要的元素——核心和粘结剂,辊筒将核心材料在构建台上铺上薄薄的一层,喷墨打印头就会选择性喷出彩色粘结剂,使得核心材料固化,这个过程完成以后,构建台向下移一层,再进行同样的过程,直到全彩的三维模型完成。”

  这种技术也存在一些问题,就是打印速度太慢,而且打印出来的部件很脆弱,因此只能用于医疗和建筑的建模。

  现在

  当惠普它宣布进入3D打印领域的时候震惊了世界,当时惠普在研发上的投入甚至超过了整个3D打印行业的总体收入,大多数人都认为他们的机器将是颠覆性的,一年后,惠普推出了全新射流熔融3D打印机

  惠普的多射流熔融技术允许体素级别的3D打印,一个“体素”就是一个三维像素,其打印过程中使用不同的“媒介”,可以将体素给定到不同的部位,每个部位都会拥有独特的属性。

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  惠普3D打印全彩样品

  目前,惠普的机器只能打印黑色,但是商用的全彩打印机已经提上日程。

  但惠普并非唯一,也许会成为惠普的竞争威胁,因为Stratasys也推出了全彩解决方案——J750同样基于喷射技术,现在可以打印360,000种颜色,多种材料。

  还有其他的参与者,比方说Rize近日发布了一款混合FDM和喷墨基技术的设备,他们的机器使用增强聚合物沉积,可将塑料丝和功能性油墨混合在一起,目前还只能添加一种颜色(青色),但他们最终的目标是全彩和多材料打印,这似乎是一种非常有趣的实现多彩打印的方法。

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