实现全彩3D打印的方式居然这么多,色彩中蕴藏的机遇在哪里?
本文作者为Get3DSmart公司的创始人和首席执行官JohnHauer,他对全球主流的全彩3D打印技术进行了概述,从这种历史的眼光来看,3D打印实现如2D印刷那样的全彩似乎已经越来越可期了,色彩一定会是3D打印走向生活和工业的一个重要的转折点。
我认为全彩3D打印存在巨大的机遇,为什么呢?
“对于数字(2D)打印来说,它的转折点就是可负担的颜色,我想这同样适用于3D,是通过直接打印出颜色还是后期处理上色来实现还有待讨论,但现在你买的那些通过大规模生产出来的产品有多少是单色的?不是很多。”
这是我在两年前写下的,现在情况出现了变化,因为实现全彩的选择更多,甚至还有更多的方法在进行中。
过去
回到我写那篇文章的时候,仅仅只有几种方式来实现色彩3D打印。
FDM实现色彩打印依赖于材料,可以在层之间切换色彩,实现类似于彩虹一样的效果,有些制造商用混合纤维来实现新的颜色,但FDM还是太局限了,因为颜色是由打印层决定,而非体素。
另一种方法是在打印完成以后再上色,其中选择性激光烧结SLS使用白色尼龙塑料打印出来的产品的上色效果最好,这样能实现更多的色彩,但依然存在局限,只能进行表面装饰,内部依然是白色的,最大的问题在于会有磨损,而且随着时间的推移,颜料会掉。
接着,Stratasys开始向全彩的方向进军,推出了基于polyjet(喷射)技术的Connex3机器,可以实现体素水平的色彩选择,然而他们的局限在于调色板是由最基本的三种颜色组成,在目前的全彩2D印刷过程中,至少需要4种颜色(青、红、黄、黑),因此Connex3可能满足了全彩,但还未囊括整个色彩范围。
Mcor目前也在推出可以实现全彩的机器,但也只是外表可以全彩,他们使用的是传统的纸张,数字模切出形状,再一层层叠加直到产品成型,然后对外观进行喷墨,这当然实现了外观的彩色,但内部依然是白色(取决于你用什么颜色的纸)。
可能由ZCorporation公司首次推出的一款机器是实现全彩打印最好的方法,这种机器可以在基础材料中将喷出的墨水进行混合,实现体素级别的色彩。后来这家公司被3DSystems收购,改名为ColorJetPrinting(CJP),3DSystems是这样描述其打印过程的:
“CJP是一种增材制造方法,涉及到两个主要的元素——核心和粘结剂,辊筒将核心材料在构建台上铺上薄薄的一层,喷墨打印头就会选择性喷出彩色粘结剂,使得核心材料固化,这个过程完成以后,构建台向下移一层,再进行同样的过程,直到全彩的三维模型完成。”
这种技术也存在一些问题,就是打印速度太慢,而且打印出来的部件很脆弱,因此只能用于医疗和建筑的建模。
现在
当惠普它宣布进入3D打印领域的时候震惊了世界,当时惠普在研发上的投入甚至超过了整个3D打印行业的总体收入,大多数人都认为他们的机器将是颠覆性的,一年后,惠普推出了全新射流熔融3D打印机。
惠普的多射流熔融技术允许体素级别的3D打印,一个“体素”就是一个三维像素,其打印过程中使用不同的“媒介”,可以将体素给定到不同的部位,每个部位都会拥有独特的属性。
惠普3D打印全彩样品
目前,惠普的机器只能打印黑色,但是商用的全彩打印机已经提上日程。
但惠普并非唯一,也许会成为惠普的竞争威胁,因为Stratasys也推出了全彩解决方案——J750同样基于喷射技术,现在可以打印360,000种颜色,多种材料。
还有其他的参与者,比方说Rize近日发布了一款混合FDM和喷墨基技术的设备,他们的机器使用增强聚合物沉积,可将塑料丝和功能性油墨混合在一起,目前还只能添加一种颜色(青色),但他们最终的目标是全彩和多材料打印,这似乎是一种非常有趣的实现多彩打印的方法。
未来
与惠普一样,其它来自2D印刷行业的公司也打算进军3D打印市场,例如Canon、Ricoh和KonicaMinolta。他们都有很高的研发经费,也有能力并有经验制造昂贵的设备。重要的是,他们明白,色彩至关重要。
2015年,Mimaki宣布进军3D打印行业,发展自己的全彩3D打印机。现在该产品正在商业化阶段。
Mimaki全彩商用3D打印机
今年四月,MimakiUSA在2017年国际广告展中展示自己的新技术。
MimakiEngineering公司于1975年在日本长野成立,十年后凭借笔式绘图仪进入2D打印行业。它的第一个全彩喷墨打印机于1996年推出。如今,该公司提供完整的产品线,包括2D电子打印机和切割机,还有完整的产品解决方案,例如为广告绘图、纺织服装和工业印刷市场里的超流行应用提供硬件,软件和消耗品支持。
凭借他们在打印行业的经验,他们看重色彩的重要性。
MimakiUSA的副主席KenVanhorn说:“色彩一直是市场的马达。我们公司要将在墨水化学和沉积工艺多年的经验带入3D打印行业。”
我们来看看他们紫外线喷墨打印机技术的优点:
超过1000万个的潜在颜色组合
ICCprofile颜色管理系统和最大的全彩构建区域3D打印机
高质量3D打印产品,做到精致,准确,十分逼真
干净的墨水,可以独立喷射也可结合彩色墨水,打印半透明物体
独特的支撑材料,用水可轻易去除
Mimaki全彩打印样品
“色彩是2D印刷行业的重要转折点。我们知道它在3D打印中也会发挥重要作用。看看那些个人雕像或者说是3D打印自拍,它们是3D打印消费品的早期杀手级应用之一。但是大多数情况下,它们不仅贵,而且也不像顾客。我们必须做得更好。”
为什么是色彩?
但是“自拍”不是唯一受欢迎的应用,还有指尖陀螺(fidgetspinner)。一开始它是应用于注意力缺陷障碍儿童治疗的工具,现在却成为了主流热销玩具,而且许多还是3D打印的。随着它们的热销,传统制造商也开始参与进来了。
产品质量的差异是显而易见的。在传统制造方法(如注塑成型)的基础上,制造商们又增加了更多的颜色。有的甚至添加LED照明或嵌入式电路。他们不是纯粹为了增加产品的颜色和灯光,而是为了提升产品的感知价值。
在工业上,色彩更加实用了,无论是为了便于识别,还是为了辅助安装、保养和维修等各环节。看看你车里的电线,想想为什么会有那么多不同的颜色就知道了。
色彩无处不在,但是它微小的存在背后却是有大学问。色彩能吸引并保持人们的注意力,增加售卖的几率。色彩同样有告知、教育和提醒的功能。
虽然生产样板和模型是3D打印一个很好的市场,但是它真正营利的市场在于生产。3D打印设备越早打印出便宜快速的高质量彩色产品,整个行业就能越快和传统的大规模生产模式竞争。HenryFord曾说一句名言“你可以选择任何你喜欢的颜色,只要车是黑色的。”
但是现在你可以选择不同颜色的福特车了。竞争促使变革。
那些了解色彩在3D打印行业的巨大商机并且能解决问题,让用户获益的公司将会获得无比的竞争优势。
因为色彩改变一切。
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