3D-печать

3D-печать, также известная как стереоскопическая печать, обычно относится к стереолитографической печати. Она использует принцип, имитирующий пространственное различие, воспринимаемое человеческими глазами, записывая пиксели разных углов и глубин на светочувствительных материалах. В сочетании с растровыми материалами она создаёт трёхмерный эффект или даже виртуальную реальность на двумерном изображении. Благодаря этому методу люди могут испытывать удовольствие от просмотра трёхмерных изображений непосредственно глазами, без необходимости в каких-либо инструментах. Как и трёхмерные стереограммы, 3D-печатные материалы не проявляют трёхмерного эффекта при просмотре на экране компьютера. Однако после печати, благодаря особым свойствам растрового материала, трёхмерный эффект виден без стереоочков.
 
Ранние изображения были чёрно-белыми (монохромными), позже они стали цветными. В настоящее время больше внимания уделяется 3D-печати и даже виртуальной реальности. Технология преобразования плоских изображений в трёхмерные была представлена более 30 лет назад, но была ограничена материалами и нерешёнными ключевыми технологиями. В результате её можно было применять только на небольших участках и достигать не более четырёх слоёв псевдо-3D (3D-печати), как, например, в анимации, созданной с помощью техники смещения изображения.
 
Для отображения глубины в тонколистовой печати или создания магических анимационных эффектов в настоящее время для печати используются растровые листы. Голографическая лазерная плёнка не может воспроизводить истинные цвета. В настоящее время наиболее широко используемым в мире растром является PET-столбчатый растр. PET обладает преимуществами, такими как высокая прозрачность, умеренная твёрдость и экологическая разлагаемость, что делает его более подходящим для складывания коробок и обеспечивает более чёткие изображения по сравнению с PP. Для достижения желаемой точности изображения обычно используется растр от 100 до 161 линии (количество растровых полос на дюйм). В упаковочных коробках обычно используется растр 75 линий.
 
Растровая печать предъявляет высокие требования к издательскому и печатному оборудованию, а также требует значительного профессионального опыта от персонала фабрики для проектирования и печати чётких и эстетичных трёхмерных изображений или анимированных картинок.
 
В настоящее время трёхмерные упаковочные коробки, трёхмерные пластиковые листы и трёхмерные растровые листы, изготовленные из нетоксичных, безвредных, перерабатываемых и экологически чистых материалов PET, широко используются для трёхмерной защиты от подделок и эстетичной упаковки таких продуктов, как сигареты, алкоголь, косметика и лекарства. Они также используются в различных областях, таких как рекламные объявления, плакаты, свадебная фотография, канцелярские товары, календари, различные карточки, открытки, бирки и сумки. 3D-технологии могут адаптироваться к различным областям, таким как политика, экономика, военное дело, наука, культура и искусство, удовлетворяя широкие потребности мировой экономики и общества.
 
Технология 3D-стереоскопического тиснения
 
Технология 3D-стереоскопического тиснения, это новая технология трёхмерной печати, которая создаёт особые трёхмерные эффекты с помощью серии полос, иконок, товарных знаков и других узоров. Глубиной резкости можно управлять произвольно, и даже можно создавать сверхглубокие изображения.
 
Из-за структурных особенностей трёхмерного столбчатого растра, независимо от того, насколько продвинуты традиционные технологии трёхмерной печати и печатное оборудование, невозможно преодолеть явление резких изменений в трёхмерном изображении. Даже при точном контроле технологии трёхмерной печати в изображении может быть от 2 до 6 резких изменений. Если технология трёхмерной печати не соответствует стандарту, мерцающие точки будут перемещаться по изображению, что является основной причиной, по которой многие люди чувствуют головокружение при просмотре трёхмерных изображений.
 
Независимо от того, насколько изысканно напечатано изображение, если оно вызывает дискомфорт у потребителей из-за технологии трёхмерной печати, это в некоторой степени повлияет на имидж продукта. Теперь, с использованием технологии 3D-стереоскопического тиснения, не только устраняется головокружение, но и повышается класс продукта, привлекая потребителей и служа определённой мерой защиты от подделок.
 
Самое большое отличие технологии 3D-стереоскопического тиснения от традиционной технологии трёхмерной печати заключается в отсутствии резких изменений и мерцания в трёхмерном эффекте. Изображение имеет трёхмерный эффект с любого угла, но нет мерцающих точек. Иными словами, просмотр с любого угла комфортен без мерцания, чего не может достичь традиционная технология трёхмерной печати.
 
Проще говоря, трёхмерная печать создаёт ощущение трёхмерности на плоской поверхности, делая изображение реалистичным и как будто доступным для прикосновения. Благодаря этой характеристике она всегда занимала важное место в полиграфической промышленности с момента выхода на рынок, и многие области используют продукты трёхмерной печати. Их новизна, уникальность и реалистичные эффекты делают их запоминающимися, позволяя большему числу компаний эффективно продвигать свою продукцию.
 
Принцип трёхмерной печати заключается в имитации расстояния между человеческими глазами. Путём захвата изображений с разных углов левого и правого глаза, записи левых и правых пикселей на светочувствительных материалах и просмотра левый глаз видит левые пиксели, а правый глаз видит правые пиксели. Продукты, изготовленные по этому принципу, называются трёхмерной печатью. Трёхмерная печать может реалистично воспроизводить объекты, и поскольку оригинал-макет представляет собой спроектированный или сфотографированный пейзаж, для печати обычно выбирают высококачественную мелованную бумагу и термостойкие чернила. Поэтому глянец хороший, цвета яркие, не склонны к выцветанию, а поверхность печатной продукции покрыта слоем вогнуто-выпуклого цилиндрического растра, что позволяет напрямую просматривать панорамные изображения в трёхмерном виде, среди прочих характеристик. Эффект трёхмерных изображений должен демонстрироваться с помощью технологии отображения. Здесь трёхмерное отображение относится к воспроизведению трёхмерной пространственной информации изображений, что является ещё одним основным условием для получения трёхмерного зрения. Существует два основных метода достижения трёхмерного отображения: двунаправленное отображение и многонаправленное отображение.
 
Поскольку оригинал-макет трёхмерной печати состоит из плотно расположенных пикселей, после изготовления печатной формы и печати его необходимо соединить с растровой пластиной. Поэтому при выборе угла растра, помимо учёта муара, образующегося между растровыми пластинами, следует также обращать внимание на муар, образующийся от углов каждого растра и линий пикселей и линий растровой пластины. Например, не следует выбирать 0 градусов в трёхмерной печати, потому что горизонтальные линии растра наиболее заметны, а 0 градусов ортогональны линиям пикселей и линиям растра, что мешает чёткости и глубине изображения. В трёхмерной печати углы для голубой и чёрной пластин одинаковы, что определяется их характеристиками. Поскольку продукты трёхмерной печати необходимо соединять с пластиковыми пластинами, и большинство этих растровых пластин имеют определённую степень серого, при использовании тонкого растра 300 линий во время изготовления печатной формы требуется только около 85% до 90% экспозиции; в противном случае легко получить размытую печатную форму, и необходимо увеличить количество краски в тёмных тонах для достижения эффекта 90% до 95%. Поэтому плотность цветных чернил в трёхмерной печати выше, чем в плоской четырёхцветной печати. Обычно для плоской офсетной печати: Y: 1-1.1, M: 1.4-1.5, C: 1.5-1.6; для трёхмерной печати: Y: 1.33-1.35, M: 1.31-1.33, C: 2. Если трёхцветное наложение чернил приближается к нейтральному серому, чтобы уменьшить ошибку, вызванную четвёртым наложением, нет необходимости снова печатать чёрную пластину, и можно использовать один и тот же угол как для голубой, так и для чёрной пластин для гибкого контроля. Во время малоформатной непрерывной экспозиции температура источника экспозиции может вызвать усадку плёнки, что приводит к изменению расстояния растра между передней и задней экспозициями, влияя на точность ориентации печати. Поэтому идеально использовать непрерывную плёнку, состоящую из субцветных плёнок, для экспозиции. При копировании позитива необходимо иметь линейную плёнку, плотно совмещённую с плёнкой и светочувствительной плёнкой, включая одинаковое расстояние муара. Для изготовления печатных форм следует использовать фотонаборные пластины с хорошей выразительной способностью. Способ печати, выбранный для трёхмерной печати, должен гарантировать, что трёхмерное ощущение не потеряется из-за печати, точность наложения хорошая, и он подходит для массового производства. Для плоской офсетной печати: изготовление печатных форм, точность наложения при печати и тиражестойкость относительно хорошие, напечатанные изделия имеют лучшее трёхмерное ощущение, изготовление печатных форм стабильно, и возможно массовое производство; фотогравюра: изготовление печатных форм и точность наложения при печати не очень хорошие, но тиражестойкость относительно хорошая, напечатанные изделия имеют хороший трёхмерный эффект, но многоцветная печать не очень хороша; коллотипия: модуляция при изготовлении печатных форм нестабильна, тиражестойкость низкая, точность печати напечатанных изделий относительно хорошая, трёхмерное ощущение лучше, но не подходит для массового производства. Трёхмерная печать обычно использует технологию плоской офсетной печати. Качество трёхмерной печати оказывает значительное влияние на визуальный эффект трёхмерных изображений. Из-за фокусирующего и препятствующего эффектов растра требуются чёткие линии растра и точное наложение, с ошибкой совмещения цветов не более 0,02 мм, и чернила должны быть чистыми и не склонными к выцветанию. Для печати используются высокоточные четырёхцветные печатные машины, и линии совмещения должны строго сходиться. Кроме того, в цехе должны быть постоянные температура и влажность. По сравнению с вышеуказанными условиями, трёхмерные фотографии обычно используют офсетные методы изготовления печатных форм. Плёнка сфотографированного трёхмерного изображения подвергается электронному цветоделению или непосредственно растрированию.
 
Основное отличие материалов, используемых в трёхмерной печати, от материалов, используемых в плоской печати, заключается в использовании растровых материалов. Растровые листовые материалы в основном включают жёсткие пластиковые трёхмерные растровые листы и мягкие пластиковые трёхмерные растровые листы. Жёсткие пластиковые трёхмерные растровые листы изготавливаются из сырья полистирола, обработанного литьём под давлением для формирования вогнуто-выпуклых цилиндрических растровых листов. Полистирол бесцветен и прозрачен (прозрачность достигает 88%-92%), с показателем преломления 1,59-1,6. Он не растягивается и горюч. Его высокий показатель преломления придаёт ему хороший блеск. Обработка прозрачных пластиков создаёт двулучепреломляющие напряжения, оптические эффекты. Его прочность на растяжение составляет 3,52-6,33 МПа, прочность на изгиб 6,12-9,84 МПа, а температура тепловой деформации 70°C-98°C. Химические свойства полистирола включают устойчивость к некоторым минеральным маслам, органическим кислотам, щелочам, солям, низшим спиртам и их водным растворам. Он размягчается после воздействия углеводородов, кетонов и высших жирных эфиров и растворяется в ароматических углеводородах и мономерах, таких как толуол, ксилол и стирол. В некоторых случаях степень воздействия химических реагентов на полистирол можно уменьшить с помощью отжига и снятия напряжений. Мягкие пластиковые трёхмерные растровые листы в основном используют подложки из поливинилхлорида, спрессованные в мягкие пластиковые трёхмерные растровые листы металлическими растровыми барабанами или растровыми пластинами. Поливинилхлорид, это полимерное соединение, полученное полимеризацией хлорэтилена, и он трудно воспламеняется. Хотя и поливинилхлорид, и полиэтилен молочно-белые, поливинилхлорид можно сделать бесцветным, прозрачным, глянцевым и различной мягкости в зависимости от содержания пластификаторов. Этот материал также обладает высокой устойчивостью к импульсной термосварке, высокочастотной термосварке и склеиванию. Химические свойства поливинилхлорида включают хорошую устойчивость к химической коррозии, но плохую термическую стабильность и светостойкость. Он начинает разлагаться с выделением хлористого водорода при 140°C, поэтому при производстве необходимо добавлять стабилизаторы. Содержание хлора в поливинилхлориде составляет 56%-58%, а низкомолекулярный поливинилхлорид растворим в кетонах, эфирах и хлорированных углеводородных растворителях. Высокомолекулярный поливинилхлорид менее растворим.