3D-druk, ook wel stereoscopisch druk genoemd, verwijst doorgaans naar stereolithografisch druk. Het maakt gebruik van een principe dat de ruimtelijke verschillen nabootst die door menselijke ogen worden waargenomen, door pixels van verschillende hoeken en diepten vast te leggen op lichtgevoelige materialen. In combinatie met gratingsmaterialen ontstaat een driedimensionaal effect of zelfs een virtuele werkelijkheid op een tweedimensionaal oppervlak. Via deze methode kunnen mensen het plezier ervaren van het direct met het blote oog bekijken van driedimensionale beelden, zonder hulpmiddelen. Net als bij stereogrammen vertonen 3D-gedrukte materialen geen driedimensionaal effect op een computerscherm. Na het drukken kan echter dankzij de speciale eigenschappen van het gratingsmateriaal een driedimensionaal effect worden gezien zonder stereobril.
Vroege beelden waren zwart-wit (monochroom) en later kleur. Tegenwoordig ligt de nadruk meer op 3D-druk en zelfs virtual reality. De technologie om platte beelden om te zetten in driedimensionale beelden werd meer dan 30 jaar geleden geïntroduceerd, maar werd beperkt door materialen en onopgeloste kerntechnologieën. Daardoor kon het alleen op kleine oppervlakken worden toegepast en waren niet meer dan vier lagen pseudo-3D (3D-druk) mogelijk, zoals vaak te zien is bij animaties gemaakt met beeldverschuivingstechnieken.
Om diepte weer te geven in dunne platen of magische animatie-effecten te creëren, worden momenteel gratingsplaten gebruikt voor het drukken. Holografische laserfilm kan geen echte kleuren weergeven. Momenteel wordt internationaal het meest gebruikgemaakt van PET-kolomgratings. PET heeft voordelen zoals hoge transparantie, matige hardheid en biologische afbreekbaarheid, waardoor het geschikter is voor het vouwen van dozen en het duidelijkere beelden geeft dan PP. Om de gewenste beeldnauwkeurigheid te bereiken, wordt doorgaans een grating van 100 tot 161 lijnen (het aantal gratingstrepen per inch) gebruikt. Voor verpakkingsdozen wordt meestal een 75-lijns grating gebruikt.
Gratingdruk stelt hoge eisen aan publicatie- en drukapparatuur, evenals aan de professionele ervaring van fabriekspersoneel om duidelijke en esthetisch verantwoorde driedimensionale beelden of animatiefilms te ontwerpen en drukken.
Momenteel worden driedimensionale verpakkingsdozen, driedimensionale plastic platen en driedimensionale gratingsplaten gemaakt van niet-toxische, onschadelijke, recyclebare en milieuvriendelijke PET-materialen veel gebruikt voor driedimensionale anti-namaak en esthetische verpakkingen van producten zoals sigaretten, alcohol, cosmetica en medicijnen. Ze worden ook gebruikt in diverse gebieden zoals promotieadvertenties, posters, trouwfotografie, kantoorbenodigdheden, kalenders, diverse kaarten, ansichtkaarten, hanglabels en draagtassen. 3D-technologie kan zich aanpassen aan diverse gebieden zoals politiek, economie, militaire zaken, wetenschap, cultuur en kunst, en voldoet aan de uitgebreide behoeften van de wereldwijde economie en samenleving.
3D-stereoscopische reliëftechnologie
3D-stereoscopische reliëftechnologie is een nieuwe driedimensionale druktechnologie die speciale driedimensionale effecten creëert met een reeks strepen, iconen, handelsmerken en andere patronen. De scherptediepte kan willekeurig worden geregeld en zelfs superdiepte-beelden kunnen worden gecreëerd.
Door de structurele kenmerken van de driedimensionale kolomgratings kan traditionele driedimensionale druktechnologie en -apparatuur, hoe geavanceerd ook, het fenomeen van abrupte veranderingen in het driedimensionale beeld niet overwinnen. Zelfs met nauwkeurige controle van de driedimensionale druktechnologie kunnen er nog steeds 2 tot 6 abrupte veranderingen in het beeld optreden. Als de driedimensionale druktechnologie niet aan de norm voldoet, bewegen de flikkerpunten rond in het beeld, wat de fundamentele reden is waarom veel mensen duizelig worden bij het bekijken van driedimensionale beelden.
Hoe voortreffelijk het gedrukte beeld ook is, als het door de driedimensionale druktechnologie ongemak veroorzaakt bij consumenten, zal dit tot op zekere hoogte het productimago beïnvloeden. Nu, met het gebruik van 3D-stereoscopische reliëftechnologie, wordt niet alleen duizeligheid geëlimineerd, maar wordt ook het productniveau verhoogd, worden consumenten aangetrokken en dient het als een zekere anti-namaakmaatregel.
Het grootste verschil tussen 3D-stereoscopische reliëftechnologie en traditionele driedimensionale druktechnologie is de afwezigheid van abrupte veranderingen en flikkeringen in het driedimensionale effect. Het beeld heeft vanuit elke hoek een driedimensionaal effect, maar er zijn geen flikkerpunten. Met andere woorden, vanuit elke hoek is het comfortabel zonder flikkering, wat traditionele driedimensionale druktechnologie niet kan bereiken.
Simpel gezegd creëert driedimensionaal drukken een gevoel van driedimensionaliteit op een plat oppervlak, waardoor het beeld levensecht lijkt en binnen handbereik. Vanwege deze eigenschap heeft het sinds de introductie op de markt altijd een belangrijke positie ingenomen in de drukindustrie, en veel gebieden gebruiken driedimensionale drukproducten. De nieuwheid, uniciteit en realistische effecten maken het memorabel, waardoor meer bedrijven hun producten effectief kunnen promoten.
Het principe van driedimensionaal drukken is het nabootsen van de afstand tussen menselijke ogen. Door beelden vanuit verschillende hoeken van linker- en rechteroog vast te leggen, linker- en rechterpixels op lichtgevoelige materialen te registreren en te bekijken, ziet het linkeroog de linkerpixels en het rechteroog de rechterpixels. Producten die volgens dit principe zijn gemaakt, worden driedimensionaal drukwerk genoemd. Driedimensionaal drukken kan objecten realistisch weergeven, en omdat het origineel is ontworpen of gefotografeerd landschap, wordt over het algemeen hoogwaardig kunstdrukpapier en hittebestendige inkt gebruikt voor het drukken. Daarom is de glans goed, zijn de kleuren helder, niet gemakkelijk te vervagen, en is het oppervlak van het gedrukte product bedekt met een laag concaaf-convexe cilindrische grating, waardoor panoramische beelden direct in drie dimensies kunnen worden bekeken, onder andere kenmerken. Het effect van driedimensionale beelden moet worden gedemonstreerd door displaytechnologie. Hier verwijst driedimensionale weergave naar de reproductie van driedimensionale ruimtelijke informatie van beelden, wat een andere basisvoorwaarde is voor het verkrijgen van driedimensionaal zicht. Er zijn hoofdzakelijk twee methoden om driedimensionale weergave te bereiken: bidirectionele weergave en multidirectionele weergave.
Aangezien het origineel van het driedimensionale drukwerk bestaat uit dicht opeengepakte pixels, moet het na plaatproductie en drukken worden gecombineerd met een gratingsplaat. Daarom moet bij het kiezen van de schermhoek niet alleen rekening worden gehouden met het moirépatroon dat tussen de schermplaten ontstaat, maar ook met het moirépatroon dat wordt gevormd door de hoeken van elk scherm en de pixellijnen en gratingslijnen. Het is bijvoorbeeld niet geschikt om 0 graden te kiezen bij driedimensionaal drukken, omdat de horizontale schermlijnen het meest opvallen, en 0 graden loodrecht staat op de pixellijnen en gratingslijnen, wat de helderheid en diepte van het beeld verstoort. Bij driedimensionaal drukken zijn de hoeken voor cyaan- en zwartplaten hetzelfde, bepaald door hun kenmerken. Aangezien driedimensionale drukproducten moeten worden gecombineerd met plastic platen, en de meeste van deze gratingsplaten een zekere mate van grijswaarde hebben, is bij gebruik van een fijn 300-lijnsscherm slechts ongeveer 85% tot 90% belichting nodig tijdens de plaatproductie; anders is het gevoelig voor plaatonscherpte, en moet de inkt hoeveelheid in de donkere tonen worden verhoogd om een effect van 90% tot 95% te bereiken. Daarom is de kleurinktdichtheid van driedimensionaal drukken hoger dan die van vlakke vierkleurendruk. Over het algemeen voor vlakke offsetdruk: Y: 1-1,1, M: 1,4-1,5, C: 1,5-1,6; voor driedimensionaal drukken: Y: 1,33-1,35, M: 1,31-1,33, C: 2. Als de drie kleuren inkt elkaar naderen tot neutraal grijs, is het om de fout door de vierde laag te verminderen niet nodig om opnieuw een zwartplaat te drukken, en kan dezelfde hoek worden gebruikt voor zowel cyaan- als zwartplaten voor flexibele controle. Bij kleinformaat continue belichting kan de temperatuur van de belichtingsbron filmkrimp veroorzaken, wat leidt tot veranderingen in de schermafstand tussen de voor- en achterbelichtingen, wat de nauwkeurigheid van de drukorïentatie beïnvloedt. Daarom is het ideaal om een continue film bestaande uit subkleurenfilms te gebruiken voor belichting. Bij het kopiëren van het positief is een lijnfilm nodig die nauw aansluit bij de film en de lichtgevoelige film, inclusief dezelfde moiréafstand. Fotozetplaten met goed uitdrukkingsvermogen moeten worden gebruikt voor plaatproductie. De drukmethode die voor driedimensionaal drukken wordt gekozen, moet waarborgen dat het driedimensionale gevoel niet verloren gaat door het drukken, de overlay-nauwkeurigheid goed is en geschikt is voor massaproductie. Voor vlakke offsetdruk: plaatproductie, drukov overlay-nauwkeurigheid en drukuithoudingsvermogen zijn relatief goed, de gedrukte producten hebben een beter driedimensionaal gevoel, de plaatproductie is stabiel en massaproductie is mogelijk; fotogravure: plaatproductie en drukov overlay-nauwkeurigheid zijn niet goed, maar het drukuithoudingsvermogen is relatief goed, de gedrukte producten hebben een goed driedimensionaal effect, maar het meerkleurendruk-effect is niet goed; collotypie: plaatproductiemodulatie is onstabiel, het drukuithoudingsvermogen is laag, de druknauwkeurigheid van gedrukte producten is relatief goed, het driedimensionale gevoel is beter, maar het is niet geschikt voor massaproductie. Driedimensionaal drukken maakt over het algemeen gebruik van vlakke offsetdruktechnologie. De kwaliteit van driedimensionaal drukken heeft een significante invloed op het visuele effect van driedimensionale beelden. Door de focusserende en hinderende effecten van de grating zijn duidelijke schermlijnen en nauwkeurige overlay vereist, met een kleurregistratiefout van niet meer dan 0,02 mm, en de inkt moet schoon zijn en niet gemakkelijk vervagen. Hoogprecisie vierkleurendrukpersen worden gebruikt voor het drukken, en de registratielijnen moeten strikt samenkomen. Bovendien moet de werkplaats constante temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden hebben. Vergeleken met de bovenstaande voorwaarden gebruiken driedimensionale foto's meestal offsetdruk-plaatproductiemethoden. De film van het gefotografeerde driedimensionale beeld wordt elektronisch kleurgescheiden of direct gerasterd.
Het belangrijkste verschil tussen de materialen die bij driedimensionaal drukken worden gebruikt en die bij vlakdruk is het gebruik van gratingsmaterialen. Gratingsplaatmaterialen omvatten voornamelijk harde plastic driedimensionale gratingsplaten en zachte plastic driedimensionale gratingsplaten. Harde plastic driedimensionale gratingsplaten zijn gemaakt van polystyreen grondstoffen die door spuitgieten zijn verwerkt tot concaaf-convexe cilindrische gratingsplaten. Polystyreen is kleurloos en transparant (transparantie bereikt 88%-92%), met een brekingsindex van 1,59-1,6. Het is niet rekbaar en brandbaar. De hoge brekingsindex geeft het een goede glans. Verwerking van transparante kunststoffen veroorzaakt dubbele breking door spanning, optische effecten. De treksterkte is 3,52-6,33 MPa, buigsterkte is 6,12-9,84 MPa en warmtevervormingstemperatuur is 70°C-98°C. De chemische eigenschappen van polystyreen omvatten weerstand tegen bepaalde minerale oliën, organische zuren, alkaliën, zouten, lagere alcoholen en hun waterige oplossingen. Het verweekt na aantasting door koolwaterstoffen, ketonen en hogere vetesters en lost op in aromatische koolwaterstoffen en monomeren zoals tolueen, xyleen en styreen. In sommige gevallen kan de mate van aantasting door chemische reagentia op polystyreen worden verminderd door gloeien en spanningsverlichtende maatregelen. Zachte plastic driedimensionale gratingsplaten gebruiken voornamelijk polyvinylchloride-substraten die door metalen gratingswalsen of gratingsplaten tot zachte plastic driedimensionale gratingsplaten zijn geperst. Polyvinylchloride is een polymeerverbinding gemaakt door polymerisatie van chlooretheen en is moeilijk brandbaar. Hoewel zowel polyvinylchloride als polyethyleen melkwit zijn, kan polyvinylchloride afhankelijk van het gehalte aan weekmakers worden gemaakt tot kleurloze, transparante, glanzende films en films van verschillende zachtheid. Dit materiaal is ook zeer bestand tegen impulswarmtelassen, hoogfrequent warmtelassen en verlijmen. De chemische eigenschappen van polyvinylchloride omvatten goede weerstand tegen chemische corrosie, maar slechte thermische stabiliteit en lichtbestendigheid. Het begint waterstofchloride af te splitsen bij 140°C, dus moeten tijdens de productie stabilisatoren worden toegevoegd. Het chloorgehalte van polyvinylchloride is 56%-58%, en laagmoleculair polyvinylchloride is oplosbaar in ketonen, esters en gechloreerde koolwaterstofoplosmiddelen. Hoogmoleculair polyvinylchloride is minder oplosbaar.
Drukkennis
