デジタルファブリケーションにおいて高い色再現性を実現する３Dカラー印刷技術の研究

数字制造中实现高色彩再现性的3D彩色打印技术研究

• 批准号: 22K12083
• 负责人: シラパスパコオウオン ピャラット
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Kanagawa Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12083/
• 关键词: 3Dプリンt; 3次元印刷; 色再現性; デジタルファブリケーション; 3Dプリンタ; カラーマネージメント

本研究は、3Dプリンタによる3D造形物へのカラー印刷において、忠実な色再現を可能とするカラー印刷技術の実現を目的としており、その実現法として内部反射を考慮した色再現モデルを構築し、このモデルに基づいて表面付近の内部にもカラー印刷層を設けることで色再現範囲の拡大を図る。令和4年度は。内部反射モデルについてシミュレーションと実験の双方からこのモデルの有効性を実証した。シミュレーションでは、表面のカラー印刷層での反射スペクトルに内部からの反射光のスペクトルを加えた合成出力光のスペクトルを求め、これより再現色を求める。ここで、内部からの反射光は、造形物の透過スペクトルと内部での乱反射スペクトル）の積を深さ方向に積分して求めたスペクトルに、さらに表面のカラー印刷層の透過スペクトルを乗じることによって求めた。シミュレーション結果から、本研究での提案方法により色再現領域が拡大でき、従来に比べより忠実な色再現が実現できることを確認した。上記のシミュレーションで想定した手法について特許を出願、取得した。上記シミュレーションによる色再現モデルを実験においても実証するため、実際に3Dプリンタによる3D造形物への内部印刷を試みた。実験では、造形物の表面にのみカラー印刷する従来の方法と、これに加え本研究の方法として、表面に加えて表面から1ｍｍの深さの造形物内部にもカラー印刷層を設ける方法、さらに、1mmの間隔を隔ててさらにその内部にカラー印刷層を設ける方法、すなわち合計2層のカラー印刷層を表面近傍の内部に設ける方法を、試料を試作して評価した。実験結果から、内部にも印刷層を設けることで色再現領域が拡大できること、また、内部の総数が多いほど色再現領域が拡大できることを明らかにした。以上の実験結果から、本研究で提案した方法の実現可能性を確認できた。

本研究的目的是实现使用3D打印机对3D物体进行彩色打印时能够忠实再现色彩的彩色打印技术。为此，我们构建了考虑内部反射的色彩再现模型。模型中，我们的目标是通过在靠近表面的内部提供彩色印刷层来扩大色彩再现范围。令和四年。通过仿真和实验证明了内反射模型的有效性。在模拟中，通过将来自内部的反射光的光谱与表面上的彩色印刷层的反射光谱相加来确定组合输出光的光谱，并根据该光谱确定再现的颜色。这里，来自内部的反射光是通过将模型的透射光谱与内部的漫反射光谱的乘积在深度方向上积分，然后将该光谱乘以表面上的彩色印刷层的透射光谱来确定的。我要求的。仿真结果证实，本研究提出的方法能够比传统方法扩大色彩再现范围并实现更忠实的色彩再现。我们为上述模拟中设想的方法申请并获得了专利。为了在实验中验证基于上述模拟的色彩再现模型，我们实际上尝试使用3D打印机在3D模型上进行内部打印。实验中，我们采用传统的仅在模型表面进行彩色打印的方法，本研究的方法是在模型内部除表面外，距表面1毫米深度处提供彩色打印层，并且本研究的方法是采用在层内部以1mm的间隔进一步设置彩色印刷层的方法来制备和评价的，即在靠近表面的内部设置总共两个彩色印刷层。 。实验结果表明，通过在器件内部提供印刷层可以扩大色彩再现范围，并且随着内部层总数的增加，可以扩大色彩再现范围。上述实验结果证实了本研究提出的方法的可行性。