الطباعة ثلاثية الأبعاد

الطباعة ثلاثية الأبعاد، المعروفة أيضًا بالطباعة المجسمة، تشير عادةً إلى الطباعة بالحجر الضوئي المجسم. تعتمد على مبدأ يحاكي الفرق المكاني الذي تدركه العين البشرية، فتسجّل بكسلات بزوايا وأعماق مختلفة على مواد حساسة للضوء. ومع دمج مواد الشبكة الضوئية، تُظهر تأثيرًا مجسمًا أو حتى واقعًا افتراضيًا على صورة مسطحة ثنائية الأبعاد. بهذه الطريقة، يمكن للناس مشاهدة الصور المجسمة مباشرة بأعينهم دون أي أدوات. وكما هو الحال مع الصور المجسمة، لا تُظهر المواد المطبوعة ثلاثية الأبعاد تأثيرًا مجسمًا عند عرضها على شاشة الحاسوب. لكن بعد الطباعة، وبفضل الخصائص الخاصة لمادة الشبكة الضوئية، يمكن رؤية التأثير المجسم دون الحاجة إلى نظارات مجسمة.
 
قُدّمت الصور في البداية بالأبيض والأسود (أحادية اللون) ثم تطورت إلى الألوان. حاليًا، هناك تركيز أكبر على الطباعة ثلاثية الأبعاد وحتى الواقع الافتراضي. أُدخلت تقنية تحويل الصور المسطحة إلى مجسمة منذ أكثر من 30 عامًا، لكنها كانت محدودة بالمواد والتقنيات الأساسية غير المحلولة. ونتيجة لذلك، كان يمكن تطبيقها على مساحات صغيرة فقط، ولم تتجاوز أربع طبقات من التجسيم الزائف (الطباعة ثلاثية الأبعاد)، كما يُشاهد عادةً في الرسوم المتحركة المنشأة بتقنيات إزاحة الصور.
 
لإظهار العمق في طباعة الألواح الرقيقة أو إنشاء تأثيرات حركية سحرية، تُستخدم حاليًا ألواح الشبكة الضوئية للطباعة. لا يمكن للأفلام الليزرية الهولوغرافية إعادة إنتاج الألوان الحقيقية. حاليًا، الشبكة الضوئية الأكثر استخدامًا دوليًا هي شبكة PET الأسطوانية. تتميز مادة PET بخصائص مثل الشفافية العالية والصلابة المعتدلة وقابلية التحلل البيئي، مما يجعلها أكثر ملاءمة لطي العلب وتوفر صورًا أوضح مقارنة بـ PP. لتحقيق دقة الصورة المطلوبة، يُستخدم عادةً شبكة من 100 إلى 161 خطًا (عدد خطوط الشبكة لكل بوصة). أما علب التغليف فتستخدم عادةً شبكة من 75 خطًا.
 
تتطلب طباعة الشبكة الضوئية معايير عالية لمعدات النشر والطباعة، بالإضافة إلى خبرة مهنية كبيرة من العاملين في المصنع لتصميم وطباعة صور مجسمة أو صور متحركة واضحة وجميلة.
 
حاليًا، تُستخدم علب التغليف ثلاثية الأبعاد والألواح البلاستيكية ثلاثية الأبعاد وألواح الشبكة الضوئية ثلاثية الأبعاد المصنوعة من مادة PET غير السامة وغير الضارة والقابلة لإعادة التدوير والصديقة للبيئة على نطاق واسع في التغليف ثلاثي الأبعاد المضاد للتزييف والتغليف الجمالي لمنتجات مثل السجائر والكحول ومستحضرات التجميل والأدوية. كما تُستخدم في مجالات متنوعة مثل الإعلانات الترويجية والبوسترات وتصوير الأعراس والقرطاسية والتقاويم والبطاقات المتنوعة والبطاقات البريدية وبطاقات التعليق وأكياس التسوق. يمكن لتقنية ثلاثية الأبعاد أن تتكيف مع مجالات متنوعة مثل السياسة والاقتصاد والشؤون العسكرية والعلوم والثقافة والفن، لتلبية الاحتياجات الواسعة للاقتصاد والمجتمع العالمي.
 
تقنية النقش البارز المجسم ثلاثي الأبعاد
 
تقنية النقش البارز المجسم ثلاثي الأبعاد هي تقنية طباعة مجسمة جديدة تُنشئ تأثيرات مجسمة خاصة بسلاسل من الخطوط والأيقونات والعلامات التجارية وغيرها من الأنماط. يمكن التحكم في عمق المجال بشكل تعسفي، وحتى إنشاء صور فائقة العمق.
 
نظرًا للخصائص البنيوية للشبكة الأسطوانية ثلاثية الأبعاد، فمهما كانت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد التقليدية ومعدات الطباعة متقدمة، فإنها لا تستطيع التغلب على ظاهرة التغيرات المفاجئة في الصورة المجسمة. حتى مع التحكم الدقيق في تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، قد تظل هناك من 2 إلى 6 تغيرات مفاجئة في الصورة. وإذا لم تكن تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بالمستوى المطلوب، ستتحرك نقاط الوميض حول الصورة، وهذا هو السبب الأساسي وراء شعور الكثيرين بالدوار عند مشاهدة الصور المجسمة.
 
بغض النظر عن مدى إتقان الصورة المطبوعة، إذا تسببت في عدم ارتياح للمستهلكين بسبب تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، فسيؤثر ذلك على صورة المنتج إلى حد ما. الآن، مع استخدام تقنية النقش البارز المجسم ثلاثي الأبعاد، لا يتم التخلص من الدوار فحسب، بل تتحسن أيضًا درجة المنتج، مما يجذب المستهلكين ويعمل كإجراء مضاد للتزييف.
 
أكبر فرق بين تقنية النقش البارز المجسم ثلاثي الأبعاد وتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد التقليدية هو غياب التغيرات المفاجئة والوميض في التأثير المجسم. تبدو الصورة مجسمة من أي زاوية، لكن دون نقاط وميض. بعبارة أخرى، المشاهدة من أي زاوية مريحة دون وميض، وهو ما لا تستطيع تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد التقليدية تحقيقه.
 
ببساطة، تخلق الطباعة ثلاثية الأبعاد إحساسًا بالمجسمية على سطح مستوٍ، مما يجعل الصورة تبدو حية وكأنها في متناول اليد. بسبب هذه الخاصية، احتلت دائمًا مكانة مهمة في صناعة الطباعة منذ طرحها في السوق، وتستخدم العديد من المجالات منتجات الطباعة ثلاثية الأبعاد. إن حداثتها وتفردها وتأثيراتها الواقعية تجعلها لا تُنسى، مما يسمح لمزيد من الشركات بالترويج لمنتجاتها بفعالية.
 
مبدأ الطباعة ثلاثية الأبعاد هو محاكاة المسافة بين عيني الإنسان. من خلال التقاط صور من زوايا مختلفة للعينين اليسرى واليمنى، وتسجيل البكسلات اليسرى واليمنى على مواد حساسة للضوء، وعند المشاهدة، ترى العين اليسرى البكسلات اليسرى، وترى العين اليمنى البكسلات اليمنى. تُسمى المنتجات المصنوعة وفقًا لهذا المبدأ الطباعة ثلاثية الأبعاد. يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد إعادة إنتاج الأشياء بواقعية، ولأن المخطوطة الأصلية مصممة أو مصورة لمناظر، يتم اختيار ورق مصقول عالي الجودة وحبر مقاوم للحرارة للطباعة عمومًا. لذلك، اللمعان جيد، والألوان زاهية، ولا تبهت بسهولة، وسطح المنتج المطبوع مغطى بطبقة من الشبكة الأسطوانية المقعرة والمحدبة، مما يسمح بمشاهدة الصور البانورامية مباشرة بشكل مجسم، من بين خصائص أخرى. يجب إظهار تأثير الصور المجسمة بواسطة تقنية العرض. هنا، يشير العرض المجسم إلى إعادة إنتاج المعلومات المكانية ثلاثية الأبعاد للصور، وهو شرط أساسي آخر للحصول على رؤية مجسمة. هناك طريقتان رئيسيتان لتحقيق العرض المجسم: العرض ثنائي الاتجاه والعرض متعدد الاتجاهات.
 
نظرًا لأن المخطوطة الأصلية للطباعة ثلاثية الأبعاد تتكون من بكسلات مرتبة بشكل متقارب، فبعد صنع الألواح والطباعة، تحتاج إلى دمجها مع لوح الشبكة الضوئية. لذلك، عند اختيار زاوية الشاشة، بالإضافة إلى مراعاة نمط المواريه المتكون بين ألواح الشاشة، يجب الانتباه أيضًا إلى نمط المواريه المتكون من زوايا كل شاشة وخطوط البكسل وخطوط لوح الشبكة. على سبيل المثال، لا يُناسب اختيار 0 درجة في الطباعة ثلاثية الأبعاد لأن خطوط الشاشة الأفقية هي الأكثر وضوحًا، و0 درجة متعامدة مع خطوط البكسل وخطوط الشبكة، مما يتعارض مع وضوح الصورة وعمقها. في الطباعة ثلاثية الأبعاد، تكون زوايا اللوحين السماوي والأسود متطابقة، وتحددها خصائصهما. نظرًا لأن منتجات الطباعة ثلاثية الأبعاد تحتاج إلى دمجها مع ألواح بلاستيكية، ومعظم ألواح الشبكة هذه لها درجة معينة من التدرج الرمادي، عند استخدام شاشة دقيقة من 300 خط، يلزم فقط حوالي 85% إلى 90% من التعريض أثناء صنع الألواح؛ وإلا فمن السهل أن تصبح اللوحة ضبابية، ومن الضروري زيادة كمية الحبر في المناطق الداكنة لتحقيق تأثير 90% إلى 95%. لذلك، كثافة الحبر الملون في الطباعة ثلاثية الأبعاد أعلى من الطباعة المسطحة رباعية الألوان. عمومًا، للطباعة الأوفست المسطحة: Y: 1-1.1، M: 1.4-1.5، C: 1.5-1.6؛ للطباعة ثلاثية الأبعاد: Y: 1.33-1.35، M: 1.31-1.33، C: 2. إذا اقترب تراكب الأحبار الثلاثة من الرمادي المحايد، لتقليل الخطأ الناتج عن التراكب الرابع، ليست هناك حاجة لطباعة لوح أسود مرة أخرى، ويمكن استخدام نفس الزاوية لكل من اللوحين السماوي والأسود للتحكم المرن. أثناء التعريض المستمر صغير الحجم، قد تتسبب حرارة مصدر ضوء التعريض في انكماش الفيلم، مما يؤدي إلى تغيرات في مسافة الشاشة بين التعريض الأمامي والخلفي، مما يؤثر على دقة اتجاه الطباعة. لذلك، من المثالي استخدام فيلم مستمر مكون من أفلام فرعية ملونة للتعريض. عند نسخ الموجب، من الضروري وجود فيلم خطي متطابق بإحكام مع الفيلم والفيلم الحساس للضوء، بما في ذلك نفس مسافة المواريه. يجب استخدام ألواح التنضيد الضوئي ذات القدرة التعبيرية الجيدة لصنع الألواح. يجب أن تضمن طريقة الطباعة المختارة للطباعة ثلاثية الأبعاد عدم فقدان الإحساس المجسم بسبب الطباعة، ودقة التراكب الجيدة، وملاءمتها للإنتاج الضخم. للطباعة الأوفست المسطحة: صنع الألواح ودقة تراكب الطباعة والتحمل الطباعي جيدة نسبيًا، والمنتجات المطبوعة لها إحساس مجسم أفضل، وصنع الألواح مستقر، والإنتاج الضخم ممكن؛ الطباعة بالحفر الضوئي: صنع الألواح ودقة تراكب الطباعة ليسا جيدين، لكن التحمل الطباعي جيد نسبيًا، والمنتجات المطبوعة لها تأثير مجسم جيد، لكن تأثير الطباعة متعددة الألوان ليس جيدًا؛ الطباعة الغروية: تعديل صنع الألواح غير مستقر، والتحمل الطباعي منخفض، ودقة طباعة المنتجات المطبوعة جيدة نسبيًا، والإحساس المجسم أفضل، لكنها غير مناسبة للإنتاج الضخم. تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد عمومًا تقنية الطباعة الأوفست المسطحة. لجودة الطباعة ثلاثية الأبعاد تأثير كبير على التأثير البصري للصور المجسمة. بسبب تأثيرات التركيز والعرقلة للشبكة، يلزم وجود خطوط شاشة واضحة وتراكب دقيق، مع خطأ تسجيل لوني لا يتجاوز 0.02 مم، ويجب أن يكون الحبر نظيفًا وغير عرضة للبهتان. تُستخدم مطابع رباعية الألوان عالية الدقة للطباعة، ويجب أن تتقارب خطوط التسجيل بدقة. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون الورشة بظروف درجة حرارة ورطوبة ثابتة. مقارنة بالشروط المذكورة أعلاه، تعتمد الصور الفوتوغرافية ثلاثية الأبعاد عادةً طرق صنع الألواح الأوفست. يتم فصل ألوان فيلم الصورة المجسمة المصورة إلكترونيًا أو تحجيمه مباشرة.
 
الفرق الرئيسي بين المواد المستخدمة في الطباعة ثلاثية الأبعاد وتلك المستخدمة في الطباعة المسطحة هو استخدام مواد الشبكة الضوئية. تشمل مواد ألواح الشبكة بشكل رئيسي ألواح الشبكة البلاستيكية الصلبة ثلاثية الأبعاد وألواح الشبكة البلاستيكية المرنة ثلاثية الأبعاد. تُصنع ألواح الشبكة البلاستيكية الصلبة ثلاثية الأبعاد من مواد البوليسترين الخام التي تُعالج بالقولبة بالحقن لتشكيل ألواح شبكة أسطوانية مقعرة ومحدبة. البوليسترين عديم اللون وشفاف (تصل الشفافية إلى 88%-92%)، بمعامل انكسار 1.59-1.6. غير قابل للتمدد وقابل للاشتعال. يمنحه معامل الانكسار العالي لمعانًا جيدًا. ينتج عن معالجة البلاستيك الشفاف إجهاد انكسار مزدوج وتأثيرات بصرية. قوة الشد 3.52-6.33 ميجاباسكال، وقوة الانحناء 6.12-9.84 ميجاباسكال، ودرجة حرارة التشوه الحراري 70°م-98°م. تشمل الخصائص الكيميائية للبوليسترين مقاومة بعض الزيوت المعدنية والأحماض العضوية والقلويات والأملاح والكحولات منخفضة الدرجة ومحاليلها المائية. يلين بعد التعرض للهيدروكربونات والكيتونات وإسترات الأحماض الدهنية العليا ويذوب في الهيدروكربونات العطرية والمونومرات مثل التولوين والزيلين والستيرين. في بعض الحالات، يمكن تقليل درجة تأثير الكواشف الكيميائية على البوليسترين من خلال التلدين وإجراءات تخفيف الإجهاد. تستخدم ألواح الشبكة البلاستيكية المرنة ثلاثية الأبعاد بشكل رئيسي ركائز كلوريد البولي فينيل المضغوطة إلى ألواح شبكة بلاستيكية مرنة ثلاثية الأبعاد بواسطة أسطوانات شبكة معدنية أو ألواح شبكة. كلوريد البولي فينيل هو مركب بوليمري يُصنع ببلمرة كلورو الإيثيلين ويصعب حرقه. على الرغم من أن كلوريد البولي فينيل والبولي إيثيلين كلاهما أبيض حليبي، يمكن تصنيع كلوريد البولي فينيل إلى أفلام وأغشية عديمة اللون وشفافة ولامعة وذات درجات مختلفة من النعومة وفقًا لمحتوى الملدنات. تتميز هذه المادة أيضًا بمقاومة عالية للحام الحراري النبضي واللحام الحراري عالي التردد والربط. تشمل الخصائص الكيميائية لكلوريد البولي فينيل مقاومة جيدة للتآكل الكيميائي، لكن الاستقرار الحراري ومقاومة الضوء ضعيفان. يبدأ في تحلل كلوريد الهيدروجين عند 140°م، لذلك يجب إضافة مثبتات أثناء التصنيع. محتوى الكلور في كلوريد البولي فينيل 56%-58%، وكلوريد البولي فينيل منخفض الوزن الجزيئي قابل للذوبان في الكيتونات والإسترات والمذيبات الهيدروكربونية المكلورة. كلوريد البولي فينيل عالي الوزن الجزيئي أقل قابلية للذوبان.