Інженери навчилися перефарбовувати 3D-друковані предмети ультрафіолетом

Інженери навчилися створювати на 3D-принтері предмети, колір яких можна змінювати навіть після друку. Система розбиває 3D-модель на масив спочатку прозорих пікселів, які при опроміненні ультрафіолетовим світлом активуються і фарбуються в заданий колір, а при опроміненні інтенсивним видимим випромінюванням знову стають прозорими, повідомляється в роботі, яка буде представлена на конференції CHI 2018.

Як правило, при 3D-друку колір задається використовуваною сировиною на етапі створення і змінити її не можна. Деякі інженери намагаються вирішити цю проблему за допомогою фото- або термохромних фарб, але зазвичай у таких розробках весь об'єкт покривається фарбою і може змінювати свій колір тільки повністю. Тому найпопулярніший сьогодні метод - найбільш звичайне фарбування надрукованого виробу.

Інженери під керівництвом Штефані Мюллер (Stefanie Mueller) з Массачусетського технологічного інституту розробили систему ColorFab, яка дозволяє створювати на 3D-принтері об'єкти з кольором, який можна змінювати навіть після друку. Для цього інженери створили три види чорнил. Всі вони мають одну основу і фотоініціатор для її ствердівання, але при цьому різні барвники: синій, червоний і жовтий. Спочатку ці барвники прозорі, але під ультрафіолетовим випромінюванням вони набувають свого кольору.

Для того, щоб такими чорнилом можна було створювати предмети, які можна «перефарбовувати» в кілька, а не тільки один колір, розробники запропонували розбивати поверхню предмета на сітку з вокселів з періодично мінливими кольорами, що нагадує світлодіодні або рідкокристалічні дисплеї. Розробники створили розширення для популярного пакету 3D-моделювання Blender. Користувач може завантажити свою 3D-модель у програму, після чого розширення розіб'є її на вокселі і видасть файл для 3D-друку.

Оскільки інженери використовували в якості основи чорнило фотополімери, спочатку після друку всі вокселі будуть активовані. Користувач може встановити колір або зображення у програмі та поставити 3D-друкований об'єкт на спеціальну платформу, що обертається. Після цього система, що складається з проектора і ультрафіолетового випромінювача спочатку активує всі вокселі ультрафіолетом, а потім дезактивує всі «непотрібні» вокселі інтенсивним видимим світлом. На активацію однієї сторони йде близько хвилини, а на дезактивацію чотири хвилини.

На відео можна побачити принцип роботи системи і кілька прототипів, створених інженерами з її допомогою:

У 2015 році інженери створили метод повноколірного 3D-друку, що дозволяє за рахунок одночасного використання відразу декількох філаментів створювати на 3D-принтері дуже реалістичні об'єкти.