Принтер научили наносить лаки с произвольным блеском

Американские, немецкие и швейцарские инженеры научились наносить на предметы лак с изменяемым на поверхности блеском. Они предложили брать два лака (матовый и глянцевый) и создавать плавные градиенты, меняя параметры печатающей головки. Это влияет на то, какую форму принимают капли после приземления на поверхность и как они отражают свет. Работа будет представлена на конференции SIGGRAPH Asia 2020.

3D-печать позволяет точно воссоздать форму реального или виртуального предмета, причем нередко ее возможности превосходят возможности традиционных методов производства, поэтому ее активно применяют в машиностроении. Однако визуальные свойства предметов не ограничиваются формой и включают цвет, текстуру и отражающие свойства поверхности. Первые два свойства можно задавать на этапе печати, а отражающие свойства текущими способами воссоздавать сложно. 

Гипотетически, после печати на предмет можно наносить прозрачные лаки с разными свойствами, но для этого нужно использовать несколько разных составов. В противном случае на границе между областями с разными составами будет образовываться резкий переход от матового к глянцевому.

Инженеры под руководством Петра Дидыка (Piotr Didyk) из Университета Лугано разработали метод, позволяющий использовать всего два-три состава, но наносить их так, чтобы точно управлять конечными отражательными свойствами. Их метод описывает только обработку поверхности, а за основу берется уже напечатанный или созданный другим способом объект.

Исследователи использовали печатающие головки с пьезоэлектрическим клапаном, который состоит из отверстия и закрывающего его конуса. Для печати конус поднимается, открывает отверстие для выхода жидкости и закрывается. Форма капли, приземлившейся на поверхность, зависит от давления в резервуаре с жидкостью, времени открытия клапана и силе, с которой конус опускается во время перекрытия клапана. От формы следа капли на поверхности, в свою очередь, напрямую зависят ее визуальные свойства. Кроме того, они зависят и от того, как близко друг к другу располагаются соседние капли.

Инженеры собрали принтер на подвижной платформе и установили на нее три печатающих головки с тремя лаками: матовым, глянцевым и сатиновым. Они провели серию экспериментов с печатью с разными параметрами, которые позволили точно описать зависимость структуры поверхности, получающейся после печати, от параметров печати и самих лаков. Для создания градиентов они предложили использовать стандартный метод создания полутоновых (растрированных) изображений, при котором градиент состоит из отдельных точек разных цветов (в данном случае — разного блеска).

Авторы напечатали несколько двумерных и трехмерных предметов, нанесли на их поверхность лаки в виде заданных узоров, показав тем самым работоспособность метода.

В 2018 году инженеры представили метод, позволяющий создавать при помощи 3D-печати репродукции картин, точно передающие исходные цвета. Они предложили не печатать каждый цвет одними чернилами или смесью, а наносить несколько слоев определенных цветов, что позволяет добиться более точной цветопередачи.

Григорий Копиев

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Биопринтер-эндоскоп напечатал живыми клетками на стенке модели желудка

Китайские ученые создали прототип биопринтера, который может лечить дефекты стенки желудка, печатая на ней изнутри «заплатки» гидрогелями, содержащими клетки соответствующих тканей. Он доставляется внутрь желудка по пищеводу подобно эндоскопу, а затем раскрывает сложенные части и начинает наносить слои гидрогелей. Авторы разработки показали работу биопринтера на модели желудка, напечатав на ее внутренней поверхности слои из клеток эпителия и гладкой мускулатуры. Статья опубликована в журнале Biofabrication.