Инженеры научились перекрашивать 3D-печатные предметы ультрафиолетом

Инженеры научились создавать на 3D-принтере предметы, цвет которых можно изменять даже после печати. Система разбивает 3D-модель на массив изначально прозрачных пикселей, которые при облучении ультрафиолетовым светом активируются и окрашиваются в заданный цвет, а при облучении интенсивным видимым излучением снова становятся прозрачными, сообщается в работе, которая будет представлена на конференции CHI 2018.

Как правило, при 3D-печати цвет задается используемым сырьем на этапе создания и сменить его нельзя. Некоторые инженеры пытаются решить эту проблему с помощью фото- или термохромных красок, но обычно в таких разработках весь объект покрывается краской и может менять свой цвет только полностью. Поэтому самый популярный сегодня метод — самое обычное окрашивание напечатанного изделия.

Инженеры под руководством Штефани Мюллер (Stefanie Mueller) из Массачусетского технологического института разработали систему ColorFab, которая позволяет создавать на 3D-принтере объекты с цветом, который можно менять даже после печати. Для этого инженеры создали три вида чернил. Все они имеют одну основу и фотоинициатор для ее затвердевания, но при этом разные красители: синий, красный и желтый. Изначально эти красители прозрачны, но под ультрафиолетовым излучением они приобретают свой цвет.

Для того, чтобы такими чернилами можно было создавать предметы, которые можно «перекрашивать» в несколько, а не только один цвет, разработчики предложили разбивать поверхность предмета на сетку из вокселей с периодически меняющимися цветами, напоминающую светодиодные или жидкокристаллические дисплеи. Разработчики создали расширение для популярного пакета 3D-моделирования Blender. Пользователь может загрузить свою 3D-модель в программу, после чего расширение разобьет ее на воксели и выдаст файл для 3D-печати.

Поскольку инженеры использовали в качестве основы чернил фотополимеры, изначально после печати все воксели будут активированы. Пользователь может задать цвет или изображение в программе и поставить 3D-печатный объект на специальную вращающуюся платформу. После этого система, состоящая из проектора и ультрафиолетового излучателя сначала активирует все воксели ультрафиолетом, а затем дезактивирует все «ненужные» воксели интенсивным видимым светом. На активацию одной стороны уходит около минуты, а на дезактивацию четыре минуты.

На видео можно увидеть принцип работы системы и несколько прототипов, созданных инженерами с ее помощью:

В 2015 году инженеры создали метод полноцветной 3D-печати, позволяющий за счет одновременного использования сразу нескольких филаментов создавать на 3D-принтере очень реалистичные объекты.

Григорий Копиев