[發明專利]利用三維物體打印的深度來形成隨著觀察角度和照明角度而改變的顏色

有效

• 申請號: 201710198462.2
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN107303723B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: D·A·曼特爾
• 申請（專利權）人: 施樂公司
• 主分類號: B29C64/112
• 分類號: B29C64/112;B29C64/20;B29C64/209;B29C64/393;B33Y80/00;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 樊英如;李獻忠

本發明涉及一種三維打印物體，包括一起限定物體的表面區域的多個不同的材料區域。多個不同的材料區域包括第一材料區域和第二材料區域。第一材料區域具有第一顏色，第二材料區域具有不同于第一顏色的第二顏色。不同的材料區域在物體內從不同方向來看彼此重疊不同的量，使得來自多個不同材料區域的不同比例的光對于從不同的觀察方向、不同的觀察角度以及以不同角度照亮表面區域的照明觀察三維打印物體的表面區域的觀察者來說是可見的?；趤碜詫τ^察者可見的多個不同的材料區域的光的比例改變表面區域的著色。

技術領域

本公開大致涉及三維物體打印，并且具體地涉及利用基于觀察和照明角度和方向而變化的顏色打印三維物體。

背景技術

各種技術已被用于形成具有虹彩表面的物體，即看上去隨著表面的觀察角度或照明角度的改變而變化顏色的表面。在一個示例中，布置在表面上的衍射光柵用于反射或透射入射光的不同部分。不同的光部分被視為隨著入射角的改變而變化的圖像的視野。在另一個示例中，多個圖像在表面上被分成相互交織的條帶，并且利用雙面凸透鏡覆蓋。透鏡與交織的圖像對準，使得來自每個單獨圖像的光沿同一相應的方向被發出。該結構向觀察者展示了在不同觀察角度上的不同的圖像。在另一個示例中，表面的區域被壓花以具有沿相應方向的周期變化。區域利用與周期性變化匹配的變化著色，以使得觀察角度的改變能夠隱藏、淡化或加亮顏色中的一個或多個。

在比如為上述示例的物體上形成虹彩表面的已知技術大致包括僅在單個觀察軸線上改變顏色的區域。例如，圖像可以隨著觀察者的目光的左右移動而變化，但當目光上下移動或遠近移動或當目光旋轉時不發生改變。在另一個示例中，比如為珠母般顏料的虹彩顏料基于視角而改變顏色，但以與觀察方向無關的相同方式改變。另外，虹彩表面一般需要構造表面，例如衍射光柵、雙面凸透鏡或壓花脊，或在可獲得什么顏色改變方面受到限制。這些構造表面增加了形成虹彩表面的費用和復雜性，并且產生易受破壞的表面，這種破壞能夠與表面的預定著色相干擾。另外，這些結構形成在具有沿著一個以上軸線改變顏色的非平面或不規則形狀的三維打印物體上是不切實際或不可能的。

數字三維物體制造，又被稱為數字輔助制造，其為由數字模型制造實際任何形狀的三維實體物體的過程。三維物體打印是連續材料層以不同形狀形成在基材上的輔助過程?？梢酝ㄟ^噴射粘合材料、定向能量沉積、擠壓材料、噴射材料、熔融粉末層、層壓片材或將液體光聚合物材料暴露于固化輻射形成層。層形成其上的基材支承在可以通過操作地連接至平臺的致動器的操作而三維地運動的平臺上，或者材料沉積裝置操作地連接至一個或更多個致動器，用于控制沉積裝置的運動以產生形成物體的層。三維物體打印區別于傳統物體成形技術，傳統成形技術大多數依靠通過減材處理比如切割或鉆削從工件去除材料。

還已經研發出用于為三維打印物體的表面著色的技術，包括在物體已被打印之后施加著色，以及由具有不同顏色的不同材料打印物體。然而，三維打印尚未被用于形成虹彩物體。因此，制造具有當以不同角度和方向觀察以及利用來自不同角度的光照亮時發生改變的顏色的表面的三維物體的增材制造工藝將是有益的。

發明內容

為了便于具有虹彩的物體特別是具有不規則形狀和表面的虹彩三維物體的三維打印，根據本公開的三維物體包括一起限定三維打印物體的表面區域的多個不同的材料區域。多個不同的區域包括具有第一顏色的第一材料區域和具有不同于第一顏色的第二顏色的第二材料區域。不同的材料區域從不同方向來看彼此重疊不同的量，以使來自多個不同材料區域的不同比例的光對于從不同的觀察方向、不同的觀察角度以及以不同角度照亮表面區域的照明觀察三維打印物體的表面區域的觀察者來說是可見的。多個不同的材料區域的布置還能夠基于對觀察者可見的來自多個不同的材料區域的光的比例改變三維打印物體的表面區域的著色。