Impresión 3D

La impresión 3D, también conocida como impresión estereoscópica, se refiere normalmente a la impresión por estereolitografía. Emplea un principio que simula la diferencia espacial percibida por los ojos humanos, registrando píxeles de diferentes ángulos y profundidades sobre materiales fotosensibles. Con la combinación de materiales de rejilla lenticular, presenta un efecto tridimensional o incluso una realidad virtual sobre una imagen bidimensional. Mediante este método, las personas pueden experimentar el placer de ver imágenes tridimensionales directamente con sus ojos, sin necesidad de ninguna herramienta. Al igual que los estereogramas tridimensionales, los materiales impresos en 3D no muestran un efecto tridimensional cuando se ven en la pantalla de un ordenador. Sin embargo, tras la impresión, debido a las propiedades especiales del material lenticular, se puede ver un efecto tridimensional sin necesidad de gafas estereoscópicas.
 
Las primeras imágenes se presentaban en blanco y negro (monocromáticas) y posteriormente evolucionaron al color. Actualmente, se hace mayor hincapié en la impresión 3D e incluso en la realidad virtual. La tecnología para convertir imágenes planas en tridimensionales se introdujo hace más de 30 años, pero estaba limitada por los materiales y por tecnologías clave no resueltas. Como resultado, solo podía aplicarse a áreas pequeñas y no podía lograr más de cuatro capas de pseudo-3D (impresión 3D), como se ve habitualmente en animaciones creadas mediante técnicas de desplazamiento de imagen.
 
Para mostrar profundidad en la impresión de hojas delgadas o crear efectos de animación mágicos, actualmente se utilizan láminas lenticulares para la impresión. La película láser holográfica no puede reproducir colores reales. Actualmente, la rejilla lenticular más utilizada a nivel internacional es la rejilla lenticular de columnas de PET. El PET tiene ventajas como alta transparencia, dureza moderada y degradabilidad ambiental, lo que lo hace más adecuado para el plegado de cajas y proporciona imágenes más nítidas en comparación con el PP. Para lograr la precisión de imagen deseada, normalmente se utiliza una rejilla de 100 a 161 líneas (el número de franjas de rejilla por pulgada). Las cajas de embalaje suelen utilizar una rejilla de 75 líneas.
 
La impresión lenticular exige altos estándares para los equipos de edición e impresión, así como una considerable experiencia profesional del personal de fábrica para diseñar e imprimir imágenes tridimensionales o animadas nítidas y estéticamente agradables.
 
Actualmente, las cajas de embalaje tridimensionales, las láminas de plástico tridimensionales y las láminas lenticulares tridimensionales fabricadas con materiales PET no tóxicos, inocuos, reciclables y respetuosos con el medio ambiente se utilizan ampliamente para la anticontrefacción tridimensional y el embalaje estético de productos como cigarrillos, alcohol, cosméticos y medicamentos. También se utilizan en diversos campos como anuncios promocionales, pósters, fotografía de bodas, papelería, calendarios, tarjetas diversas, tarjetas postales, etiquetas colgantes y bolsas de tela. La tecnología 3D puede adaptarse a diversos campos como la política, la economía, los asuntos militares, la ciencia, la cultura y el arte, satisfaciendo las amplias necesidades de la economía y la sociedad globales.
 
Tecnología de relieve estereoscópico 3D
 
La tecnología de relieve estereoscópico 3D es una novedosa tecnología de impresión tridimensional que crea efectos tridimensionales especiales con una serie de franjas, iconos, marcas y otros patrones. La profundidad de campo puede controlarse arbitrariamente, e incluso pueden crearse imágenes de superprofundidad.
 
Debido a las características estructurales de la rejilla lenticular de columnas tridimensional, por muy avanzadas que sean la tecnología de impresión tridimensional tradicional y los equipos de impresión, no se puede superar el fenómeno de cambios abruptos en la imagen tridimensional. Incluso con un control preciso de la tecnología de impresión tridimensional, todavía puede haber de 2 a 6 cambios abruptos en la imagen. Si la tecnología de impresión tridimensional no alcanza el estándar, los puntos de parpadeo se desplazarán por la imagen, lo que es la razón fundamental por la que muchas personas sienten mareo al ver imágenes tridimensionales.
 
Independientemente de lo exquisita que sea la imagen impresa, si causa incomodidad al consumidor debido a la tecnología de impresión tridimensional, afectará en cierta medida a la imagen del producto. Ahora, con el uso de la tecnología de relieve estereoscópico 3D, no solo se elimina el mareo, sino que también se mejora el nivel del producto, atrayendo a los consumidores y sirviendo como cierta medida anticontrefacción.
 
La mayor diferencia entre la tecnología de relieve estereoscópico 3D y la tecnología de impresión tridimensional tradicional radica en la ausencia de cambios abruptos y parpadeos en el efecto tridimensional. La imagen tiene un efecto tridimensional desde cualquier ángulo, pero no hay puntos de parpadeo. En otras palabras, verla desde cualquier ángulo es cómodo y sin parpadeos, lo que no puede lograr la tecnología de impresión tridimensional tradicional.
 
En términos sencillos, la impresión tridimensional crea una sensación de tridimensionalidad sobre una superficie plana, haciendo que la imagen parezca real y al alcance de la mano. Debido a esta característica, siempre ha ocupado una posición importante en la industria de la impresión desde su introducción en el mercado, y muchos campos utilizan productos de impresión tridimensional. Su novedad, singularidad y efectos realistas la hacen memorable, permitiendo a más empresas promocionar eficazmente sus productos.
 
El principio de la impresión tridimensional es simular la distancia entre los ojos humanos. Al capturar imágenes desde diferentes ángulos de los ojos izquierdo y derecho, registrar píxeles izquierdos y derechos sobre materiales fotosensibles y visualizar, el ojo izquierdo ve los píxeles izquierdos y el ojo derecho ve los píxeles derechos. Los productos fabricados según este principio se denominan impresión tridimensional. La impresión tridimensional puede reproducir objetos de forma realista, y dado que el original se diseña o se fotografía como paisaje, generalmente se seleccionan papel estucado de alta calidad y tintas resistentes al calor para la impresión. Por lo tanto, el brillo es bueno, los colores son vivos, no se desvanecen fácilmente, y la superficie del producto impreso está cubierta con una capa de rejilla lenticular cilíndrica cóncava-convexa, lo que permite ver directamente imágenes panorámicas en tres dimensiones, entre otras características. El efecto de las imágenes tridimensionales debe demostrarse mediante tecnología de visualización. Aquí, la visualización tridimensional se refiere a la reproducción de información espacial tridimensional de imágenes, que es otra condición básica para obtener visión tridimensional. Existen principalmente dos métodos para lograr la visualización tridimensional: visualización bidireccional y visualización multidireccional.
 
Dado que el original de la impresión tridimensional está compuesto por píxeles dispuestos muy juntos, después de la preparación de planchas e impresión, necesita ser compuesto con una placa lenticular. Por lo tanto, al seleccionar el ángulo de trama, además de considerar el patrón de muaré formado entre las planchas de trama, también se debe prestar atención al patrón de muaré formado por los ángulos de cada trama y las líneas de píxeles y las líneas de la placa lenticular. Por ejemplo, no es adecuado elegir 0 grados en la impresión tridimensional porque las líneas de trama horizontales son las más evidentes, y 0 grados son ortogonales a las líneas de píxeles y a las líneas de rejilla, lo que interfiere con la nitidez y la profundidad de la imagen. En la impresión tridimensional, los ángulos para las planchas de cian y negro son los mismos, determinados por sus características. Dado que los productos de impresión tridimensional necesitan ser compuestos con placas de plástico, y la mayoría de estas placas lenticulares tienen cierto grado de escala de grises, al usar una trama fina de 300 líneas, solo se necesita aproximadamente un 85% a 90% de exposición durante la preparación de planchas; de lo contrario, es propenso a la borrosidad de la plancha, y es necesario aumentar la cantidad de tinta en las zonas de tonos oscuros para lograr un efecto del 90% al 95%. Por lo tanto, la densidad de tinta de color de la impresión tridimensional es mayor que la de la impresión plana a cuatro colores. Generalmente, para la impresión offset plana: Y: 1-1.1, M: 1.4-1.5, C: 1.5-1.6; para la impresión tridimensional: Y: 1.33-1.35, M: 1.31-1.33, C: 2. Si la superposición de tintas de tres colores se aproxima al gris neutro, para reducir el error causado por la cuarta superposición, no es necesario imprimir de nuevo una plancha negra, y se puede usar el mismo ángulo tanto para las planchas de cian como para las de negro para un control flexible. Durante la exposición continua de pequeño formato, la temperatura de la fuente de luz de exposición puede causar la contracción de la película, lo que resulta en cambios en la distancia de trama entre las exposiciones frontal y posterior, afectando la precisión de orientación de impresión. Por lo tanto, lo ideal es utilizar una película continua compuesta por películas de subcolor para la exposición. Al copiar el positivo, es necesario tener una película de línea que esté ajustada con la película y la película fotosensible, incluyendo la misma distancia de muaré. Deben utilizarse planchas de fotocomposición con buena capacidad expresiva para la preparación de planchas. El método de impresión seleccionado para la impresión tridimensional debe garantizar que la sensación tridimensional no se pierda debido a la impresión, que la precisión de superposición sea buena y que sea adecuado para la producción en masa. Para la impresión offset plana: la preparación de planchas, la precisión de superposición de impresión y la resistencia de impresión son relativamente buenas, los productos impresos tienen una mejor sensación tridimensional, la preparación de planchas es estable y es posible la producción en masa; huecograbado: la precisión de preparación de planchas y superposición de impresión no son buenas, pero la resistencia de impresión es relativamente buena, los productos impresos tienen un buen efecto tridimensional, pero el efecto de impresión multicolor no es bueno; colotipia: la modulación de preparación de planchas es inestable, la resistencia de impresión es baja, la precisión de impresión de los productos impresos es relativamente buena, la sensación tridimensional es mejor, pero no es adecuada para la producción en masa. La impresión tridimensional generalmente utiliza tecnología de impresión offset plana. La calidad de la impresión tridimensional tiene un impacto significativo en el efecto visual de las imágenes tridimensionales. Debido a los efectos de enfoque y obstrucción de la rejilla lenticular, se requieren líneas de trama nítidas y una superposición precisa, con un error de registro de color no superior a 0,02 mm, y la tinta debe ser limpia y no propensa a desvanecerse. Se utilizan prensas de impresión a cuatro colores de alta precisión para la impresión, y las líneas de registro deben converger estrictamente. Además, el taller debe tener condiciones de temperatura y humedad constantes. En comparación con las condiciones anteriores, las fotografías tridimensionales generalmente adoptan métodos de preparación de planchas offset. La película de la imagen tridimensional fotografiada se separa electrónicamente por color o se traman directamente.
 
La principal diferencia entre los materiales utilizados en la impresión tridimensional y los utilizados en la impresión plana es el uso de materiales lenticulares. Los materiales de lámina lenticular incluyen principalmente láminas lenticulares tridimensionales de plástico duro y láminas lenticulares tridimensionales de plástico blando. Las láminas lenticulares tridimensionales de plástico duro están hechas de materia prima de poliestireno procesada por moldeo por inyección para formar láminas de rejilla cilíndrica cóncava-convexa. El poliestireno es incoloro y transparente (la transparencia alcanza el 88%-92%), con un índice de refracción de 1,59-1,6. No es estirable y es inflamable. Su alto índice de refracción le confiere un buen brillo. El procesamiento de plásticos transparentes produce esfuerzos de birrefringencia y efectos ópticos. Su resistencia a la tracción es de 3,52-6,33 MPa, la resistencia a la flexión es de 6,12-9,84 MPa y la temperatura de distorsión térmica es de 70°C-98°C. Las propiedades químicas del poliestireno incluyen resistencia a ciertos aceites minerales, ácidos orgánicos, álcalis, sales, alcoholes de bajo nivel y sus soluciones acuosas. Se ablanda tras ser atacado por hidrocarburos, cetonas y ésteres grasos superiores, y se disuelve en hidrocarburos aromáticos y monómeros como tolueno, xileno y estireno. En algunos casos, el grado de ataque de los reactivos químicos sobre el poliestireno puede reducirse mediante medidas de recocido y alivio de tensiones. Las láminas lenticulares tridimensionales de plástico blando utilizan principalmente sustratos de policloruro de vinilo prensados en láminas lenticulares tridimensionales de plástico blando mediante tambores de rejilla metálicos o placas lenticulares. El policloruro de vinilo es un compuesto polimérico fabricado mediante la polimerización de cloruro de vinilo y es difícil de quemar. Aunque tanto el policloruro de vinilo como el polietileno son de color blanco lechoso, el policloruro de vinilo puede fabricarse en películas incoloras, transparentes y brillantes, y películas de diversas suavidades según el contenido de plastificantes. Este material también es altamente resistente al sellado térmico por impulsos, al sellado térmico por alta frecuencia y a la unión. Las propiedades químicas del policloruro de vinilo incluyen buena resistencia a la corrosión química, pero mala estabilidad térmica y resistencia a la luz. Comienza a descomponerse liberando cloruro de hidrógeno a 140°C, por lo que es necesario añadir estabilizantes durante su fabricación. El contenido de cloro del policloruro de vinilo es del 56%-58%, y el policloruro de vinilo de bajo peso molecular es soluble en cetonas, ésteres y disolventes de hidrocarburos clorados. El policloruro de vinilo de alto peso molecular es menos soluble.