Eth苏黎世和迪士尼研究的研究人员苏黎世开发了一种称为计算热成型的新技术。它使它们能够制造数字3D模型的塑料复制品，其中形状和颜色详细再现。该技术扩展了数字制造方法的范围，并且代表了彩色3D打印的有效且经济有效的替代方案。
新方法是建立的工业生产技术（热成型）和新软件的巧妙组合，这允许雄心勃勃的业余雄鹿，以快速和廉价地生产具有结构复杂和彩色表面的单个碎片或小批次。研究人员刚刚在科学出版物中描述了它们的方法，这将在2016年ACM Siggraph呈现。
该技术的核心是基于热成型过程的准确模拟，埃尔科·奥尔加索尔辛教授的监督下的互动几何实验室在互动几何实验室中开发了奥尔科博士生基督教学生。模拟计算来自数字3D模型的着色表面的图像，然后将其印刷到塑料片上。通过热成型，然后将该片材加热并强制成三维形状。关键在于计算变形图像，使颜色和图案与模具的几何细节完美地对齐。
热成型技术在工业应用中广泛应用，并用于生产许多我们日常使用的模具部件，如酸奶容器、巧克力盒和其他包装材料的插入件。Schüller说:“但是这种工业方法不适合廉价生产小批量、甚至单个复杂形状或彩色打印模型。”为了准确地打印这些零件，需要专门的设备和精心的校准。
因此，研究人员开发了一种基于容易获得和廉价的设备和材料的方法，不需要高度的专业知识。
模具和印刷
在第一步中，简单的3D打印机用于产生由聚乳酸（PLA）制成的模型的负模，单色塑料。这构成了耐温石膏模具的基础，这是热成型所需的耐压石膏模具。
该软件会为3D模型计算出正确的纹理，然后用标准激光打印机将模型打印到一种特殊的转印纸上。在压力和热量的帮助下，图像被转移到一张塑料片上。
印刷好的塑料片夹在石膏模具上方的热成型机中加热，直到它变得有延展性。真空会迅速吸走薄片和石膏模之间的空气，将塑料像皮肤一样紧紧地贴在石膏模上——创造出塑料复制品。
在热成形之后，可以看到软件是否正确地计算了打印图像:“塑料的变形也改变了打印图像。但是我们的软件可以精确计算并补偿这种变形。”Schüller说。
高质量的副本
研究人员用一些非常复杂的物体测试了它们的技术，包括中文面具和各种型号制造部件，例如汽车身体壳和食品复制品。
特别是中文面具具有许多详细的特征，它们在复制品中完美再现;例如，原件中的牙齿装饰着金色涂料。“此细节完全在副本中重现。Schüller说，表面具有高质量的外观，颜色和结构几乎与原版相同。“
由于所用塑料，该方法不太适合于再现由木材或石头等材料制成的物体的性质，因为表面具有高光泽度。但这甚至可能是优选的，这取决于应用。
建模人员的廉价技术
研究人员相信，这种新方法可以用于数字化制造和大规模生产前的原型成型工业应用。建筑公司和建模人员也可以从这种方法中受益，以他们的计划和可视化为基础，廉价而快速地制作一个3D模型。
这种技术甚至可能对业余爱好部门或学校感兴趣，因为所需的设备很容易获得，并且可以多次使用石膏施放来产生众多副本。该技术不需要担心与3D彩色打印过程的比较：“副本具有高质量的外观，并且对于许多应用程序比今天的3D彩色印刷过程更便宜，更快，”Schüller说。
提交：3D打印•增材制造•立体光刻那工业自动化
