萬(wàn)初亮+李凱凱+劉琳琳

自2012年以來(lái)3D打印概念席卷全球，3D打印領(lǐng)域的新技術(shù)層出不窮，國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人李克強(qiáng)對(duì)3D打印領(lǐng)域的發(fā)展給予高度的評(píng)價(jià)，3D打印概念一次又一次被推向新的高度。從3D打印領(lǐng)域映射印刷行業(yè)，面對(duì)3D打印與印刷關(guān)系的問題，從20世紀(jì)80年代末就開始關(guān)注并研究3D打印技術(shù)的國(guó)內(nèi)專家王至堯說(shuō)：“事實(shí)上凸版印刷就是3D打印的一種?！眹?guó)內(nèi)3D打印技術(shù)企業(yè)杭州先臨三維科技股份有限公司副總經(jīng)理趙東提出“3D打印與印刷一定是密切相關(guān)的，如果從最終達(dá)到的目的和效果來(lái)看，我覺得3D打印跟印刷是密切相關(guān)的，而且無(wú)非是將之前紙質(zhì)的、平面的東西變得更加立體化、更加直觀。”印刷行業(yè)人如何把握3D打印與印刷的關(guān)系？3D印刷與3D打印是否同屬一個(gè)范疇？這都將成為一個(gè)值得思考的問題。

什么是3D打印？

3D打印簡(jiǎn)介與分類

3D印刷雖與3D打印只有一字之差，但3D印刷與3D打印卻是不同的兩個(gè)不同概念，3D印刷原理是采用熱固油墨或是借助光柵材料，將二維圖像呈現(xiàn)出三維立體效果。而3D打印技術(shù)更多指基于數(shù)字化的新型成型技術(shù)，由零件三維數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)直接制造零件的科學(xué)技術(shù)體系，其內(nèi)涵仍在不斷深化，外延也不斷擴(kuò)展。如圖1所示，增材制造技術(shù)按照材料可分為3類。增材制造的各工藝都是基于離散-疊加原理而實(shí)現(xiàn)快速加工原型或零件。3D打印技術(shù)作為與科學(xué)計(jì)算可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)相匹配的新興技術(shù)，提供了一種可測(cè)量、可觸摸的手段，是設(shè)計(jì)者、制造者與用戶之間的新媒介，可以通過(guò)3D打印機(jī)（圖2）自動(dòng)、直接、快速、精確地將設(shè)計(jì)思想轉(zhuǎn)化為具有一定功能的原型或直接制造零件，有效地縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期。

3D打印與傳統(tǒng)印刷的關(guān)系

傳統(tǒng)印刷和3D打印的聯(lián)系可以表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)，首先從材料增加的角度考慮，傳統(tǒng)印刷增加的材料是油墨，3D打印增加的材料是塑料、金屬等，兩者同屬于增加材料的制造方式。其次傳統(tǒng)印刷的制版工藝基于曝光固化，3D打印技術(shù)中光固化成型工藝同樣是基于光固化原理，在原理方面有一定的相同之處。另外，印刷核心的目的是傳遞信息，并讓更多的人掌握這些信息，而3D打印技術(shù)是存于電腦上或存儲(chǔ)器上的東西數(shù)字化后并批量打印。

3D打印與傳統(tǒng)印刷方式可以互相作用、相互融合。3D打印油畫通過(guò)連接有染料的打印頭來(lái)回移動(dòng)，逐層打印，最終油墨層不斷累積來(lái)表現(xiàn)出不同的紋理。它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)油畫的完美復(fù)制，包括每張油畫的紋理和筆觸甚至涂抹的痕跡都能清晰再現(xiàn)。

3D打印應(yīng)用于印刷制版階段，其中3D打印柔性印版升級(jí)了原來(lái)的制版工藝，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的許多難題。目前柔性版制版過(guò)程中還主要以使用有機(jī)溶劑為主，其中仍然含有毒性較強(qiáng)的混合溶劑四氯乙烯和正丁烷等，不符合我國(guó)當(dāng)前形勢(shì)下的綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。此外，3D打印柔性印版解決了柔性印刷過(guò)程中印刷圖文存在偏差的問題，解決了圖文失真和網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大等問題，同時(shí)避免了印版在印前進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償?shù)牟襟E。

目前3D打印的色彩還原問題是印刷行業(yè)正在攻關(guān)的主要難題。數(shù)字印刷注重運(yùn)用色彩管理技術(shù)對(duì)3D打印產(chǎn)品進(jìn)行色彩校正，因此數(shù)字印刷為解決這一難題提供了一種可能，利用數(shù)字印刷技術(shù)以及常年來(lái)印刷業(yè)所積累的色彩管理經(jīng)驗(yàn)，印刷行業(yè)在探索3D打印技術(shù)的過(guò)程中有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，這種優(yōu)勢(shì)幫助印刷企業(yè)在運(yùn)用3D打印時(shí)在突破色彩缺失方面占了先機(jī)。然而數(shù)碼印刷色彩還原技術(shù)和3D打印技術(shù)的融合并非簡(jiǎn)單的相加，如何更好地實(shí)現(xiàn)色彩還原，對(duì)于印刷業(yè)來(lái)說(shuō)仍是一個(gè)新的課題。3D打印最終產(chǎn)品的顏色呈現(xiàn)是非常復(fù)雜的，目前印刷業(yè)通常采用的三原色、四原色的色彩疊加還原方式在3D打印中并不能簡(jiǎn)單照搬。

實(shí)現(xiàn)3D打印在印刷業(yè)內(nèi)的廣泛應(yīng)用，需要慎重考慮3個(gè)要素——設(shè)備、數(shù)據(jù)控制以及材料。在設(shè)備方面，目前市面上現(xiàn)有的3D打印設(shè)備，無(wú)論是硬度、精準(zhǔn)度，還是重復(fù)定位、網(wǎng)點(diǎn)精密度等方面，均不能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品打印后直接使用的要求。此外，打印中所使用的關(guān)鍵部件——噴頭，我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)依賴進(jìn)口，這也令應(yīng)用難以實(shí)現(xiàn)最大化擴(kuò)展。材料方面，如果想應(yīng)用于印刷業(yè)，不僅要滿足噴頭的特有屬性，還要滿足印刷工藝的生產(chǎn)屬性。

什么是3D打?。?/b>

3D印刷或稱立體印刷不同于3D打印，它是采用熱固油墨或是借助光柵材料，將二維圖像呈現(xiàn)出三維立體效果。如圖3所示，立體印刷的原理是模擬人眼視覺的原理，由專業(yè)相機(jī)從兩個(gè)不同的角度通過(guò)柱面透鏡光柵片拍攝同一物體，經(jīng)制版印刷后，涂覆一層透明光柵材料，光柵是圖像斷面的像素差位聚焦而形成視覺上遠(yuǎn)近不同的立體彩色圖像，將不同角度、不同層次的像素記錄在感光材料上。當(dāng)人眼觀察圖像時(shí)，由于光柵的折射作用，進(jìn)入兩眼的視角各有不同，最終通過(guò)人體的視覺神經(jīng)中樞的綜合作用產(chǎn)生立體圖像。近幾年又出現(xiàn)了一種3D印刷的新技術(shù)——3D立體疊紋技術(shù)，能夠把一連串的條紋、圖標(biāo)、商標(biāo)等圖案形成特殊的立體效果，并且可以隨意控制景深。

3D印刷以其效果逼真、層次豐富、立體感強(qiáng)的特點(diǎn)，獲得了傳統(tǒng)印刷方式達(dá)不到的效果，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于煙酒包裝、證卡行業(yè)、藝術(shù)裝飾、廣告招標(biāo)、旅游紀(jì)念品等領(lǐng)域之中，為印刷業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了新的生機(jī)。3D印刷立體而精美，符合未來(lái)的發(fā)展方向，不少企業(yè)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了其中隱藏的巨大商業(yè)價(jià)值。

總結(jié)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，3D打印技術(shù)也將走向成熟，印刷相關(guān)技術(shù)也應(yīng)在發(fā)展的過(guò)程中發(fā)展自身的技術(shù)，所有的概念與定義不是一成不變的，在發(fā)展的過(guò)程中互相借鑒、互相吸取彼此的優(yōu)勢(shì)，相互滲透、相輔相成，改變自身的發(fā)展模式。一項(xiàng)新技術(shù)不是橫空出世，需要其他技術(shù)的支撐，需要其他技術(shù)的肩膀來(lái)再發(fā)展自身與推陳出新，所以只有不斷地完善自身才能立足于科技信息碰撞的世界，也許在不久的將來(lái)，3D打印與印刷都將成為整個(gè)大工業(yè)生產(chǎn)鏈下的一道工序，服務(wù)整個(gè)智能工業(yè)的時(shí)代。

作者單位：西安理工大學(xué)印刷包裝與數(shù)字媒體學(xué)院印刷工程系endprint