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。

这项研究旨在实现一种颜色打印技术，该技术可以在3D雕塑上使用3D打印机进行忠实的颜色复制。作为实现这一目标的一种方法，构建了一个颜色复制模型，以考虑内部反射，并基于此模型，在表面附近还提供了颜色打印层，以扩大颜色复制范围。在2022年。从模拟和实验中证明了内部反射模型的有效性。在模拟中，合成的输出光的光谱是通过将反射光的光谱从内表面添加到从表面反射光的光谱中获得的，并从中获得了繁殖颜色。在这里，从内部的反射光通过在深度方向上积分对象内部的传输频谱和对象内部的弥散反射谱的乘积来确定，然后将颜色打印层的传输光谱乘以表面上的颜色印刷层的传输光谱。从模拟结果中可以证实，可以使用本研究提出的方法扩展颜色繁殖区域，并且可以比以前更忠实地实现颜色繁殖。为上述模拟中假定的方法提交并获得了一项专利。为了使用实验中上述模拟演示颜色复制模型，我们实际上尝试使用3D打印机在3D对象上进行内部打印。在实验中，仅在雕塑物体表面上打印颜色的常规方法，除此之外，作为这项研究的一种方法，一种提供了一种在雕塑物体内提供颜色打印层的方法原型样品。实验结果表明，通过在内部提供印刷层，可以扩大颜色繁殖区域，并且内部总数越大，颜色繁殖区域的越大。上述实验结果证实了本研究提出的方法的可行性。