相信对于所有的3D打印从业者来说,怎样以低成本制作出高质量的全彩3D实体模型都是最令人头疼的。虽然市面上有能实现的机器,但它们大多价格昂贵,而普通的桌面级3D打印机一般只有1-2个打印头,即便能通过更换线材实现全彩也非常麻烦。
不过现在,这个大大的痛点终于要消失了,因为瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)和迪斯尼苏黎世研究中心已经找到了一种全新的方法 — “计算热成型”。而它实际上很简单,就是利用通过3D打印制作的石膏模具将加热变软的彩色塑料板挤成想要的形状。多说无益,直接看这些动态图你就全明白了:
传统热成型制造产品外壳
新的计算热成型则实现了精确全彩
怎样?看上去挺简单的对吧?这里需要指出的是,在挤出结束后会有一个抽真空的步骤(就是通常所说的吸塑工艺),所以塑料能与下方的模具紧密贴合,最终实现很好的质量。
实际上我们的很多日用品,比如玩具、杯子、甚至汽车零部件都是用这种方法做成的。只不过它们的需求量通常都很大,用这种工艺最合适,而有些需求量很小甚至只有1个的东西就不合适了。但现在,这个缺点已经被“计算热成型”这种新方法克服了。
据南极熊了解,这项新技术的核心就在于对热成型过程的精确模拟。实际执行时需要首先对目标物体的彩色表面进行仿真,然后生成对应的平面2D图像,将其打印到专用纸张上。接着,通过加热将该图像转印到塑料板上,再将板子和用来执行挤出功能的3D模具精确定位。最后只要热成型,一个完美的全彩3D实体就诞生了。下面以中国面具为例展示部分过程:
其中的3D模具是由耐高温的石膏制成的,而它正是通过3D打印的原始塑料模具翻模而成的。这也是这种新方法能实现定制化的原因 — 3D打印可以自由塑造形状。
下面就是用专门软件对热成型过程做出的模拟:
到目前为止,所有的测试结果都令开发团队十分满意。尤其是其中的中国面具,所有复杂的细节都被完美展现了出来。
在南极熊小编看来,这种方法的应用前景十分广阔,原因它的色彩还原度和成型质量都很高,而且基础是当前已经十分成熟的热成型工艺,所以成本低,速度快,应用范围很广,而且操作简单,任何人只要经过简单的培训都能轻松掌握。
但它也有缺点,比如不能整体成型,只能做出不太厚的外壳,尺寸和形状上有限制(因为塑料的拉伸是有极限的)。不过也许这些可以通过合并和填充的方法加以弥补。相信用不了多久,这种方法就会普及开来,成为众多行业制作全彩3D产品的新选择。
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via 3ders
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