改变3d打印物体的颜色

自从1980年第一个“快速原型”专利被否决以来,3d打印已经取得了长足的进步。我们已经从基本的设计发展到广泛的高度可定制的对象。不过,有一个大问题:一旦打印出对象,它们就是最终的。如果你需要修改,你需要重印。

但想象一下,如果情况并非如此——例如,你可以重新着色你的iPhone手机壳或耳环,以匹配你所穿的衣服。

麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室(CSAIL)的研究人员已经离这一目标更近了一步。在一篇新发表的论文中,他们提出了一种“ColorFab”的方法,这种方法可以反复改变3d打印物体制造后的颜色。

使用他们自己的3-D打印墨水,当暴露在紫外线下会改变颜色,这个团队可以在20多分钟内重新着色一个多颜色的物体——他们说,他们预计随着未来的改进,这个数字会显著减少。

虽然该项目目前的重点是塑料和其他常见的3d打印材料,但研究人员表示,最终人们可以立即改变衣服或其他物品的颜色。

麻省理工学院(MIT)教授斯蒂芬妮•穆勒(Stefanie Mueller)表示:“总的来说,人们现在的消费要比20年前多得多,他们正在制造大量垃圾。”穆勒与人合著了这篇关于碳排放系统的新论文。“通过改变一个对象的颜色,你不必每次都创建一个全新的对象。”

穆勒与博士后Parinya Punpongsanon、本科生Xin Wen和研究员David Kim共同撰写了这篇论文。今年4月在蒙特利尔举行的ACM CHI计算系统中人类因素会议接受了这一观点。

它是如何工作的

以前的变色系统在功能上有些局限,比如单色和2d设计。

为了超越单色系统,团队开发了一个简单的硬件/软件工作流。首先,使用ColorFab界面,用户上传他们的3-D模型,选择他们想要的颜色模式,然后打印他们的全彩色对象。

改变多种颜色的物体包括使用紫外线来激活想要的颜色和可见光来使其他颜色失去活性。具体来说,该团队使用紫外线将物体上的像素从透明变成彩色,并使用普通的办公室投影仪将其从彩色变成透明。

一旦用户将对象放到平台上,他们就可以使用界面选择颜色。

该团队的定制墨水是由一种基础染料、一种光引发剂和可适应光的染料制成的。可适应光的或“光致变色”染料使基染料中的颜色显现出来,而光引发剂使基染料在3d打印过程中变硬。

研究小组根据三个标准对ColorFab进行了测试:重新上色的时间、精度和颜色衰减的速度。至于时间,整个重新上色过程需要23分钟。然而,研究小组指出,他们可以通过使用更强的光或在墨水中添加更多适应光的染料来加速这一过程。

研究人员还发现,这些颜色有一点颗粒状,他们希望通过激活物体上更接近的颜色来改善这一点。例如,激活蓝色和红色可能显示紫色,而激活红色和绿色将显示黄色。

米勒说,他们的目标是让人们能够以一种高效、少浪费的方式迅速地将配饰与服装搭配起来。另一个想法是让零售商店能够实时定制产品,比如如果购物者想试穿一件不同颜色的衣服或配饰。

Punpongsanon说:“这是第一个3d打印的光致变色系统,它有一个完整的打印和重新上色的过程,对用户来说相对容易。”“3d打印技术的一大进步是能够以一种经济有效的方式,在打印完成后对打印对象进行动态更新。”


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