Il colore è uno dei parametri che può perfezionarsi ancora molto nella stampa 3D. Anche se importanti miglioramenti sono stati fatti con diverse tecniche di colorazione, siamo ancora in una fase sperimentale.

Una pubblicazione dell’Institute for Computer Graphics Research di Fraunhofer, presenta uno strumento matematico innovativo e sorprendentemente efficace per risolvere il problema del colore. Alan Brunton è a capo del gruppo di ricercatori che hanno sviluppato l’algoritmo capace di far riprodurre stampe con colori incredibilmente realistici.

«Nel nostro articolo, facciamo tesoro di decine di anni di ricerca nei campi dell’imaging, dell’elaborazione del colore, e della stampa in 2D. Ottimizziamo la qualità e sfruttiamo sia la massima risoluzione, sia il multimateriale delle attuali stampanti 3D. Portiamo i limiti delle stampanti 3D oltre il realismo», spiegano i ricercatori.

Alan Brunton e i suoi ricercatori si sono concentrati nella stampa 3D a getto d’inchiostro con i voxel come riferimento. Il voxel è un elemento di volume che rappresenta un valore d’intensità di colore in uno spazio tridimensionale, analogamente al pixel, che rappresenta un dato di un’immagine bidimensionale. Con il sistema dei ricercatori di Fraunhofer, la stampa 3D a colori è sorprendentemente accurata, giacché in ogni centimetro cubo, ci sono approssimativamente diciotto milioni di minuscole goccioline di resina. Un numero imponente, che il loro algoritmo riesce a controllare.

Non soltanto il gruppo di Brunton riesce a definire il colore di ogni singolo voxel, ma anche la traslucenza della resinaè controllata. Il fenomeno fisico della traslucenza si riferisce al modo in cui la luce attraversa un materiale ed è importante perché i voxel interni condizionano il colore di quelli più esterni. Il colore percepito dell’oggetto finale è il risultato di questo insieme d’interazioni. Nell’articolo, i ricercatori propongono un algoritmo di geometria adattiva che lavora sulla diffusione d’errore dei mezzitoni.

In pratica, hanno utilizzato il loro algoritmo su una stampante Stratasys Object 500 Connex 3, riuscendo a controllare il colore e il materiale di ogni singolo voxel usando un metodo di mezzitoni stratificati. Con l’uso dei mezzitoni è possibile simulare un cambiamento continuo di tonalità, variando la grandezza oppure lo spazio relativo tra le minuscole goccioline.

La verosimiglianza del risultato stampato è impressionante. Le applicazioni di questa tecnologia possono avere un grande impatto nel mondo della medicina; in particolare per le protesi. Ma le possibilità d’uso non hanno confini. Brunton e il suo gruppo assicurano che c’e’ un grande margine di miglioramento alla loro tecnica in tempi molto brevi. Il rapido sviluppo di nuovi materiali meno traslucidi e di stampanti 3D con risoluzione sempre migliore, accelererà questo processo. Non vediamo l’ora.

Fonte:

3Dprint.com
(http://3dprint.com/74848/3d-print-color/)

Per approfondire:

A. Brunton, C.A. Arikan, P. Urban., “Pushing the Limits of 3D Color Printing: Error Diffusion with Translucent Materials”
(http://arxiv.org/pdf/1506.02400v1.pdf)