來源:科印傳媒《印刷技術》 作者:張麗(lì) 日期:2015-9-6
從3D打印設備數量上看,2012年美國各種3D打印設(shè)備的數量(liàng)占全球3D打印設備總量的40%,而我國隻有8%左右。國内3D打印在過去20年發展比較緩慢,這主要是由于在(zài)技術上存在瓶頸:①材料的種類和性能受限制,特别是(shì)金屬材料制造還存在問題;②成形效率需要進一步提高;③工藝尺寸、精度和穩定性迫切需(xū)要加(jiā)強。
何爲3D打印
3D打印是(shì)一種快速成形技術(shù),是以數字模型(xíng)文件爲基(jī)礎,運用粉末(mò)狀或液體材料,結合黏合或固(gù)化技術,通(tōng)過逐層打印的方式來構造物體的技術。 其主流的方(fāng)式(shì)有熔融沉積成(chéng)型(xíng)( FDM)、立體平闆 印刷 (SLA激光固化)、選擇性激光燒結(SLS)、三維粉(fěn)末黏接、數字光處(chù)理 (DLP) 等。進行3D打印需要有軟件系統、材料體(tǐ)系和打印設備三(sān)要素的支持(chí)。目前,3D打印已(yǐ)經應用(yòng)于藝術、文化創意、工業設計、3D照相(xiàng)、服飾、工業器械、航空航天、生(shēng)物醫學(xué)、軍事、醫學、文物、藝(yì)術品複制和修複、印刷電子(zǐ)等多個領域,圖1列舉了其中一些應用案(àn)例。
利用3D打印制(zhì)造柔(róu)性版的設想既然3D打印有如此廣的應用領域,那麽其與印刷又能碰撞(zhuàng)出什麽樣(yàng)的火花?其實,3D打印作爲一種增材制造技術,具有很深的印刷(shuā)烙印,很多3D打印機都是(shì)通過噴墨方式來實現的,但其并不完(wán)全等同于印刷。
在将3D打印與印刷相結合的探(tàn)索中,我們做了一些前期(qī)研究,也(yě)就(jiù)是将3D打印技術與 印(yìn)刷行業 的制版技術(shù)相結合,通過3D打印進行柔性版的制造。
我們的想法(fǎ)大緻如下:由于3D打印(yìn)是增材制造技術,通過其在版(bǎn)材的圖文部分進行打印,就能将印(yìn)版的圖文部分與非圖文(wén)部分區分(fèn)出(chū)來,如果兩部分的區分明顯,而且印版還能符合印刷要求,那麽用3D打(dǎ)印技術制(zhì)造柔性版的想法就可實現,這将極大減少柔性版(bǎn)制版過程中的污染物排放,再結合柔性(xìng)版印刷的水性油墨(mò),那麽整個柔(róu)性版印(yìn)刷過程都會變得(dé)非常環保。
利用3D打印制造柔性版的前期研究爲了實現這一想法,目前我們已經做了一些工作。首先,我們自主研發了用于(yú)柔性版制版的紫外光固化材料;其次,我們委托深圳(zhèn)一家 噴墨印刷(shuā) 機制造廠商(shāng),做了一(yī)台(tái)3D噴墨打印(yìn)機(如圖2);接下來,我們(men)通過現有的圖文設(shè)計軟件對印前圖文進行分層處理,利用(yòng)3D噴墨打印機打印出了(le)一些樣品(如圖3)。盡(jìn)管目前這些樣品還不能(néng)被稱作是印版,不能上機(jī)印刷,但對于利用3D打印技術進行柔性版制造的探索具有重大意義。
利用3D打印制造柔性版的難點
利用3D打印制造柔性版(bǎn)最難的地方在于,通過一層一(yī)層的材料疊加來(lái)制作網點的精度,尤其是高光部分(fèn)的小網點,其間,設(shè)備的運動精度和重複定位精度極難保證,以緻網(wǎng)點精度很難保證。尤(yóu)其是對成像精度有一定(dìng)要求的原(yuán)稿或(huò)者高光部分較(jiào)多的原稿,難度(dù)較大,但對要(yào)求相對較低或者文字(zì)稿,使用該技術還是有可能實現(xiàn)預期要求的。
在控制系統方面,噴頭控制技術(shù)、RIP和 加網 算法也需要結合3D打印技術來進一步優化。此外,3D打印材料也還需要在印版制造時的噴射适性和印版印刷時(shí)的印刷适性方面進行優化。
其他設想
從利用3D打印技術制造柔(róu)性版(bǎn)的設想出發,我們又想其在制版方(fāng)面是否還有其他一些應用。
比如,是否可做柯羅版(bǎn)制版?由于柯羅版印(yìn)刷在文物尤其是(shì)國畫(huà)的複(fú)制方面(miàn)有着獨特的優勢,其不需要網點(diǎn),利用3D打印可能容易達成。
是否可做凹版(bǎn)制版?目前的凹版都是金屬版,而在國外已經有人研究用樹(shù)脂做凹版等,前景可期。
是否可(kě)做油畫複制?目前很多彩色3D打(dǎ)印産品,都是在打(dǎ)印完成後再用後處理的方(fāng)式把顔(yá)色附加上去的,但在油畫複制方面(miàn),就(jiù)需要在3D打印過程中将顔色直(zhí)接(jiē)呈現出來,因此,顔色技術也是用3D打印技術進行油畫複制(zhì)的一大難點(diǎn)。
3D打印的發(fā)展将改(gǎi)變人類的生活方(fāng)式和生産方式。未來人們的生活(huó)将日益工廠化,而工(gōng)業(yè)生産将日益(yì)個體(tǐ)化。服務型的生(shēng)産制造業會進一步發達。設計師不(bú)再是一個(gè)特殊的群體,而全民都将成爲設計師。我們期(qī)待,3D打印技術與(yǔ)印刷行業的結合,将迸發巨大活力。
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