Технология трехмерной печати произвела настоящую революцию в мире дизайна и технологий: сегодня с помощью аддитивной технологии можно напечатать почти все, начиная от медицинских протезов и заканчивая полноценными домами. У трехмерной печати есть лишь одна проблема — напечатанные объекты монохромны.

Но ситуация может быть изменена — ученые из института исследований компьютерной графики Общества Фраунгофера разработали технологию полноцветной 3D-печати. Об исследовании рассказывает MIT Technology Review, отчет об исследовании опубликован на сайте библиотеки Корнелльского университета arXiv.

Новый подход основан на уже существующем методе струйной печати, который используется для создания двухмерных цветных объектов. Основой этого метода является процесс, при котором капли красителя выпускаются через специальные отверстия — сопла на окрашиваемую поверхность. Цветная поверхность создается за счет сочетания капель разных цветов, пиксель за пикселем.

Создатели новой технологии предложили перенести это же принцип на трехмерную печать. При создании этого метода они столкнулись с рядом трудностей. Первая - для такой печати нужно закладывать в программу очень большой объем данных. Капли для окрашивания очень маленькие — в одном кубическом сантиметре твердой краски их около 18 миллионов. Получается, что любой объект более-менее приличного размера должен быть составлен из десятком миллиардов вокселей (воксел, или voxel — элемент объемного изображения, аналог двухмерного пиксель для трехмерного пространства). Второй проблемой стало то, что в трехмерной печати, в отличие от двухмерной, нельзя вмешивать краски — каждый воксель может быт напечатан только одним цветом. Третья проблема связана с технологической особенностью процесса печати — капли изначально полупрозрачны, так как затвердение материала происходит под воздействием ультрафиолета, и поэтому цвет необходимо тщательно контролировать в глубину, что, в свою очередь, увеличивает сложность расчетов.



Авторы решили эту трудности, используя мультиструйные принтеры. В них непрерывные оттенки цвета создается расположением точек разного цвета и разного размера. Насыщенность цвета ученые добивались, создавая объекты с несколькими слоями разноцветных вокселей — это создало эффект полутени.

Результат оказался впечатляющим: напечатанные образцы — одно из яблок и модель головы — почти неотличимы от настоящих. В дальнейшем ученые намерены работать над созданием менее прозрачных материалов и принтеров с более высоким разрешением.