Amerikanische Ingenieure haben ein System entwickelt, mit dem Objekte durch Bestrahlung neu lackiert werden können. Sie schufen eine Mischung aus drei Tinten, die auf ein Objekt aufgetragen und dann durch Bestrahlung deaktiviert werden können, um die gewünschte Farbe zu erhalten. Das System ermöglicht das Neulackieren nicht nur des gesamten Objekts, sondern auch seiner Einzelteile, wodurch es möglich ist, mit Licht ziemlich komplexe Zeichnungen mit kleinen Details zu "drucken", sagen die Autoren des Artikels, der auf der UIST 2019 vorgestellt wird Konferenz.
Fast immer wird die Farbe von Gadgets, Kleidung und anderen Gegenständen während der Herstellung festgelegt und ändert sich danach kaum. Es gibt auch photochrome und thermochrome Materialien, die unter Einwirkung von Strahlung bzw. Wärme ihre Farbe ändern, die veränderte Farbe jedoch nur bei Anwesenheit dieses Reizes beibehalten. Im Jahr 2018 lernte eine Gruppe von Ingenieuren des Massachusetts Institute of Technology, wie man Objekte in 3D druckt, die mit ultravioletter und sichtbarer Strahlung verändert werden können. Solche Objekte bestehen aus Voxeln, die eine von drei Tintenarten enthalten, von denen jede für eine bestimmte Farbe verantwortlich ist.
Der Nachteil dieses Schemas besteht darin, dass die Farbverteilung bereits beim Drucken festgelegt wird und dann das Erscheinungsbild nur eingeschränkt verändert werden kann. Außerdem kann es nicht auf Gegenstände angewendet werden, die mit anderen Verfahren hergestellt wurden. In ihrer neuen Arbeit haben Ingenieure die Schaltung verfeinert und dieser Mängel beraubt.
Der Hauptunterschied des neuen Schemas besteht darin, dass die Autoren eine einzige Lösung erstellt haben, die drei Farbstoffe gleichzeitig enthält. Auf diese Weise können Sie die Lösung gleichzeitig auf das gesamte Objekt anwenden und dann die Farbverteilung frei manipulieren. Die Lösung besteht aus drei Tintenfarben, die im subtraktiven CMYK-Schema verwendet werden: Cyan, Magenta und Gelb. Jeder Farbstoff in Lösung hat photochrome Eigenschaften und wird durch sichtbares Licht mit einem bestimmten Wellenlängenbereich deaktiviert.
Das Schema des Farbwechsels in Abhängigkeit von der Strahlung des Projektors
Zunächst sollte eine klare Lösung mit deaktivierten Farbstoffen durch Sprühen oder eine andere geeignete Methode auf den Artikel aufgetragen werden. Danach muss das bemalte Objekt auf eine Drehplattform gestellt werden, in deren Nähe sich der Projektor und der UV-Strahler befinden.
Die Neubemalung eines Objekts erfolgt in zwei Schritten. Zuerst wird es vollständig mit ultraviolettem Licht beleuchtet, wodurch alle Farbstoffe gefärbt werden und die Lösung als Ganzes schwarz wird. Danach beginnt der Projektor eine Farbprojektion auf dem Motiv anzuzeigen, und aufgrund des Unterschieds in der Farbe des Bildes in verschiedenen Bereichen sowie in der Deaktivierungszeit jeder der drei Tinten ändert sich das projizierte Bild ständig, die auf dem Demo-Video zu sehen ist. Wenn ein Objekt von verschiedenen Seiten neu lackiert werden muss, dreht sich die Plattform und der Vorgang beginnt von vorne.
Systembetriebsdiagramm
Neben der Zusammensetzung der Lösung und der Bestrahlungsgeräte haben die Autoren auch eine Software erstellt, die das Nachlackieren vereinfacht. Sie haben es als Plug-In für das beliebte Blender 3D-Modellierungspaket implementiert. Zuerst überlagert der Benutzer das gewünschte Bild auf der Oberfläche des 3D-Modells des Objekts, und dann erstellt das Plug-In einen Satz von Bildern für den Projektor, mit dem die vom Benutzer angegebene Farbverteilung erreicht werden kann.
Die Ingenieure stellen fest, dass die neue Methode mehrere Vorteile gegenüber der in ihrer vorherigen Arbeit beschriebenen hat. Zum Beispiel ist die Bildauflösung zum Zeitpunkt des Druckens jetzt nicht durch die Größe der Voxel begrenzt, sondern nur durch die Auflösung des Projektors. Darüber hinaus können verschiedene Methoden verwendet werden, um Mörtel auf einen Gegenstand aufzutragen, nicht nur 3D-Druck.
Im vergangenen Jahr beschrieben Ingenieure aus den USA und Thailand eine Methode für 3D-Druckreproduktionen von Gemälden, die die Farbe des Originals mit hoher Genauigkeit wiedergeben. Dies gelang den Autoren, indem sie jedes Bildfragment in mehreren Schichten mit unterschiedlichen Farben drucken.
