与中国浙江大学的研究人员一起工作的，计算机科学助理教授郑昌熙(音译)哥伦比亚工程，开发了一种能够使水电印刷的技术，一种广泛使用的工业方法，用于将彩色油墨在薄膜上传递到制造的3D物体的表面，以彩色这些表面具有最精确的对准。
使用它们开发的新计算方法来模拟印刷过程，郑和他的团队设计了一种模型，该模型预测水文浸泡过程中的彩膜失真，并使用它来产生彩色薄膜，可确保表面纹理对物体的精确对准。该研究将于2015年8月9日至13日在洛杉矶呈现。
“在具有复杂的表面的物体表面上的精确对准颜色纹理到物体表面，无论是摩托车头盔还是3D印刷的小工具，都几乎不可能在水文印刷到现在，”郑说。“通过第一次合并 - 将计算模型进入传统的水文印刷过程中，我们使任何人都可以用自己的定制颜色纹理物理地装饰3D表面。”
在批量生产中，用于将重复的彩色图案转移到3D表面，水纹印刷可以应用于各种材料，包括金属、塑料、木材和瓷器。该工艺使用聚乙烯醇(PVA)薄膜，将彩色图案印刷在水面上。然后在薄膜上喷洒一种化学活化剂，使彩色薄膜软化，使其易于拉伸。
接下来，将物体对象缓慢浸入水中通过浮动薄膜浸入水中。一旦电影接触物体，它会被拉伸，包裹物体的表面，并遵守它。在整个过程中，在PVA膜上印刷的彩色墨水被转移到表面。
但是这个过程有一个基本的限制，因为它几乎不可能精确地对齐颜色图案到物体表面，因为物体拉伸彩色胶片。对于复杂的表面，拉伸会很严重，甚至会把薄膜撕裂。
“如此，所以目前的水文印刷被限制为转移重复颜色模式，”郑解释说。“但是当用户希望用特定颜色模式彩色物体的表面时有很多次，以装饰具有特定个性化的图像的3D打印的杯子或仅为玩具。”
在哥伦比亚计算机图形集团之前的流体和粘性薄片模拟工作的基础上，郑开发了一种新的粘性薄片模拟方法，以模拟水文印刷过程中的彩色薄膜拉伸。该模型预测彩色胶片的拉伸和变形，并在胶片上的位置和它们被转移到的表面位置之间创建一张地图。有了这张地图，他就可以计算出彩色图像，打印在PVA薄膜上，然后，在水浸之后，它就会在物体表面形成所需的彩色图案。
为了证明这种模拟作品，郑和他在中国的合作者使用了现成的硬件来构建校准系统，其中机械设备精确地控制物体浸没，3D系统测量对象方向和其浸渍位置。
通过结合郑的模拟模型，他们能够计算出彩色图像，并将其输入到他们的水文系统中，以实现精确的纹理配准。为了避免严重的胶片变形和胶片撕裂的危险，他们引入了多重浸渍设计:物体可以多次浸渍，每次浸渍都有不同的方向，胶片上印有不同的颜色图案。颜色模式的计算允许转移的颜色从个人浸入到所需的“最终”表面装饰。
“这个系统很容易建立起来供个人使用，而且非常便宜，每次打印不到40美分，”郑说。“它适用于各种复杂的表面几何形状和材料。”
他补充道，“这是一个挑战但有趣的项目。I’m very interested in the interaction between the virtual world and the real world, and this research is a good example of how virtual-world computation can work hand-in-hand with a real-world manufacturing process and significantly improve the production quality.”
了下:工业自动化
