Printer 3-D ini tidak mengabaikan detailnya
Engineering

Printer 3-D ini tidak mengabaikan detailnya


Dalam gambar ini, sisi kiri menunjukkan pencetakan 3-D tradisional, yang tidak memiliki reflektifitas yang bervariasi. Sisi kanan menunjukkan peningkatan baru, di mana orang dapat memilih permukaan mana yang mengkilap dan mana yang matte. Kredit: Institut Teknologi Massachusetts

Bentuk, warna, dan kilap.

Itu adalah tiga fitur visual objek yang paling menonjol. Saat ini, printer 3-D dapat mereproduksi bentuk dan warna dengan cukup baik. Gloss, bagaimanapun, tetap menjadi tantangan. Itu karena perangkat keras pencetakan 3-D tidak dirancang untuk menangani viskositas pernis yang berbeda yang memberikan tampilan glossy atau matte pada permukaan.

Peneliti MIT Michael Foshey dan koleganya mungkin punya solusi. Mereka telah mengembangkan sistem pencetakan perangkat keras dan perangkat lunak gabungan yang menggunakan pernis off-the-shelf untuk menyelesaikan objek dengan pola gloss yang realistis dan bervariasi secara spasial. Foshey menyebut kemajuan itu sebagai “bab dalam buku tentang cara melakukan reproduksi tampilan dengan ketelitian tinggi menggunakan printer 3-D.”

Dia membayangkan berbagai aplikasi untuk teknologi. Ini mungkin digunakan untuk mereproduksi seni rupa dengan setia, memungkinkan replika yang hampir sempurna untuk didistribusikan ke museum tanpa akses ke aslinya. Mungkin juga membantu membuat prostetik yang tampak lebih realistis. Foshey berharap kemajuan ini mewakili langkah menuju pencetakan 3-D yang sempurna secara visual, “di mana Anda hampir tidak bisa membedakan antara objek dan reproduksinya.”

Foshey, seorang insinyur mesin di MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL), akan mempresentasikan makalahnya pada konferensi SIGGRAPH Asia bulan depan, bersama dengan penulis utama Michal Piovarči dari University of Lugano di Swiss. Rekan penulis termasuk MIT Wojciech Matusik, Vahid Babaei dari Max Planck Institute, Szymon Rusinkiewicz dari Universitas Princeton, dan Piotr Didyk dari Universitas Lugano.

Kilau hanyalah ukuran seberapa banyak cahaya yang dipantulkan dari suatu permukaan. Permukaan gloss tinggi bersifat reflektif, seperti cermin. Permukaan yang rendah kilap, atau matte, tidak reflektif, seperti beton. Pernis yang memberikan hasil akhir mengkilap cenderung tidak terlalu kental dan mengering pada permukaan yang halus. Pernis yang memberikan hasil akhir matte lebih kental — lebih dekat ke madu daripada air. Mereka mengandung polimer besar yang, ketika dikeringkan, menonjol secara acak dari permukaan dan menyerap cahaya. “Ada sekumpulan partikel yang muncul dari permukaan, yang memberi Anda kekasaran itu,” kata Foshey.

Printer 3-D ini tidak mengabaikan detailnya

Printer 3D biasa tidak dapat menangani pernis dengan viskositas tinggi yang diperlukan untuk memvariasikan reflektifitas suatu permukaan. Peneliti Michael Foshey (CSAIL) dan rekannya telah mengembangkan printer 3D baru untuk mengatasi masalah ini. Kredit: Institut Teknologi Massachusetts

Tapi polimer tersebut menimbulkan dilema untuk printer 3-D, yang saluran cairan dan nozelnya tidak dibuat untuk madu. “Mereka sangat kecil, dan mudah tersumbat,” kata Foshey.

Cara mutakhir untuk mereproduksi permukaan dengan kilap yang bervariasi secara spasial memerlukan banyak tenaga kerja: Objek awalnya dicetak dengan kilau tinggi dan dengan struktur pendukung yang menutupi titik-titik di mana hasil akhir matte diinginkan. Kemudian bahan pendukung dilepas untuk memberikan kekasaran pada permukaan akhir. “Tidak ada cara untuk menginstruksikan printer untuk menghasilkan hasil akhir matte di satu area, atau hasil akhir mengkilap di area lain,” kata Foshey. Jadi, timnya membuat satu.

Mereka merancang printer dengan nozel besar dan kemampuan untuk menyimpan tetesan pernis dengan berbagai ukuran. Pernis disimpan di reservoir bertekanan printer, dan katup jarum membuka dan menutup untuk melepaskan tetesan pernis ke permukaan pencetakan. Berbagai ukuran tetesan dicapai dengan mengontrol faktor-faktor seperti tekanan reservoir dan kecepatan gerakan katup jarum. Semakin banyak pernis yang dilepaskan, semakin besar tetesan yang disimpan. Hal yang sama berlaku untuk kecepatan pelepasan tetesan. “Semakin cepat ia pergi, semakin menyebar begitu ia membentur permukaan,” kata Foshey. “Jadi pada dasarnya kami memvariasikan semua parameter ini untuk mendapatkan ukuran tetesan yang kami inginkan.”

Printer menghasilkan kilap yang bervariasi secara spasial melalui halftoning. Dalam teknik ini, tetesan pernis diskrit disusun dalam pola yang, jika dilihat dari kejauhan, tampak seperti permukaan kontinu. “Mata kita sebenarnya melakukan pencampuran itu sendiri,” kata Foshey. Printer hanya menggunakan tiga pernis siap pakai — satu glossy, satu matte, dan satu lagi di antaranya. Dengan menggabungkan pernis ini ke dalam pola halftoning yang telah diprogram sebelumnya, printer dapat menghasilkan warna glossy yang terus menerus dan bervariasi secara spasial di seluruh permukaan pencetakan.

Bersama dengan perangkat keras, tim Foshey membuat saluran perangkat lunak untuk mengontrol keluaran printer. Pertama, pengguna menunjukkan pola kilap yang diinginkan pada permukaan yang akan dicetak. Berikutnya, printer menjalankan kalibrasi, mencoba berbagai pola halftoning dari tiga pernis yang tersedia. Berdasarkan pantulan pola kalibrasi tersebut, printer menentukan pola halftoning yang tepat untuk digunakan pada pekerjaan cetak akhir untuk mendapatkan reproduksi terbaik. Para peneliti mendemonstrasikan hasil mereka pada berbagai objek “2.5D” —sebagian besar cetakan datar dengan tekstur yang bervariasi dengan ketinggian setengah sentimeter. “Mereka sangat mengesankan,” kata Foshey. “Mereka pasti lebih merasakan apa yang sebenarnya Anda coba tiru.”

Tim berencana untuk terus mengembangkan perangkat keras untuk digunakan pada objek 3D sepenuhnya. Didyk mengatakan “sistem ini dirancang sedemikian rupa sehingga integrasi di masa depan dengan printer 3-D komersial dimungkinkan.”


Sistem baru dapat dengan setia membuat ulang lukisan favorit Anda melalui pencetakan 3-D dan pembelajaran mendalam


Informasi lebih lanjut:
Michal Piovarči dkk. Menuju reproduksi gloss yang bervariasi secara spasial untuk pencetakan 3D, Transaksi ACM pada Grafik (2020). DOI: 10.1145 / 3414685.3417850

Disediakan oleh Massachusetts Institute of Technology

Kisah ini diterbitkan ulang atas izin MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), situs populer yang meliput berita tentang penelitian, inovasi, dan pengajaran MIT.

Kutipan: Printer 3-D ini tidak mengabaikan detail (2020, 2 Desember), diakses 2 Desember 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-12-d-printer-doesnt-gloss.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel HKG