3D打印or3D印刷？

萬初亮+李凱凱+劉琳琳

自2012年以來3D打印概念席卷全球，3D打印領域的新技術層出不窮，國家領導人李克強對3D打印領域的發展給予高度的評價，3D打印概念一次又一次被推向新的高度。從3D打印領域映射印刷行業，面對3D打印與印刷關系的問題，從20世紀80年代末就開始關注并研究3D打印技術的國內專家王至堯說：“事實上凸版印刷就是3D打印的一種。”國內3D打印技術企業杭州先臨三維科技股份有限公司副總經理趙東提出“3D打印與印刷一定是密切相關的，如果從最終達到的目的和效果來看，我覺得3D打印跟印刷是密切相關的，而且無非是將之前紙質的、平面的東西變得更加立體化、更加直觀。”印刷行業人如何把握3D打印與印刷的關系？3D印刷與3D打印是否同屬一個范疇？這都將成為一個值得思考的問題。

什么是3D打印？

3D打印簡介與分類

3D印刷雖與3D打印只有一字之差，但3D印刷與3D打印卻是不同的兩個不同概念，3D印刷原理是采用熱固油墨或是借助光柵材料，將二維圖像呈現出三維立體效果。而3D打印技術更多指基于數字化的新型成型技術，由零件三維數據驅動直接制造零件的科學技術體系，其內涵仍在不斷深化，外延也不斷擴展。如圖1所示，增材制造技術按照材料可分為3類。增材制造的各工藝都是基于離散-疊加原理而實現快速加工原型或零件。3D打印技術作為與科學計算可視化和虛擬現實相匹配的新興技術，提供了一種可測量、可觸摸的手段，是設計者、制造者與用戶之間的新媒介，可以通過3D打印機（圖2）自動、直接、快速、精確地將設計思想轉化為具有一定功能的原型或直接制造零件，有效地縮短了產品的研發周期。

3D打印與傳統印刷的關系

傳統印刷和3D打印的聯系可以表現在以下幾點，首先從材料增加的角度考慮，傳統印刷增加的材料是油墨，3D打印增加的材料是塑料、金屬等，兩者同屬于增加材料的制造方式。其次傳統印刷的制版工藝基于曝光固化，3D打印技術中光固化成型工藝同樣是基于光固化原理，在原理方面有一定的相同之處。另外，印刷核心的目的是傳遞信息，并讓更多的人掌握這些信息，而3D打印技術是存于電腦上或存儲器上的東西數字化后并批量打印。

3D打印與傳統印刷方式可以互相作用、相互融合。3D打印油畫通過連接有染料的打印頭來回移動，逐層打印，最終油墨層不斷累積來表現出不同的紋理。它能夠實現對油畫的完美復制，包括每張油畫的紋理和筆觸甚至涂抹的痕跡都能清晰再現。

3D打印應用于印刷制版階段，其中3D打印柔性印版升級了原來的制版工藝，解決了現有技術中存在的許多難題。目前柔性版制版過程中還主要以使用有機溶劑為主，其中仍然含有毒性較強的混合溶劑四氯乙烯和正丁烷等，不符合我國當前形勢下的綠色環保可持續發展戰略。此外，3D打印柔性印版解決了柔性印刷過程中印刷圖文存在偏差的問題，解決了圖文失真和網點擴大等問題，同時避免了印版在印前進行預補償的步驟。

目前3D打印的色彩還原問題是印刷行業正在攻關的主要難題。數字印刷注重運用色彩管理技術對3D打印產品進行色彩校正，因此數字印刷為解決這一難題提供了一種可能，利用數字印刷技術以及常年來印刷業所積累的色彩管理經驗，印刷行業在探索3D打印技術的過程中有著得天獨厚的優勢，這種優勢幫助印刷企業在運用3D打印時在突破色彩缺失方面占了先機。然而數碼印刷色彩還原技術和3D打印技術的融合并非簡單的相加，如何更好地實現色彩還原，對于印刷業來說仍是一個新的課題。3D打印最終產品的顏色呈現是非常復雜的，目前印刷業通常采用的三原色、四原色的色彩疊加還原方式在3D打印中并不能簡單照搬。

實現3D打印在印刷業內的廣泛應用，需要慎重考慮3個要素——設備、數據控制以及材料。在設備方面，目前市面上現有的3D打印設備，無論是硬度、精準度，還是重復定位、網點精密度等方面，均不能實現產品打印后直接使用的要求。此外，打印中所使用的關鍵部件——噴頭，我國長期以來依賴進口，這也令應用難以實現最大化擴展。材料方面，如果想應用于印刷業，不僅要滿足噴頭的特有屬性，還要滿足印刷工藝的生產屬性。

什么是3D打印？

3D印刷或稱立體印刷不同于3D打印，它是采用熱固油墨或是借助光柵材料，將二維圖像呈現出三維立體效果。如圖3所示，立體印刷的原理是模擬人眼視覺的原理，由專業相機從兩個不同的角度通過柱面透鏡光柵片拍攝同一物體，經制版印刷后，涂覆一層透明光柵材料，光柵是圖像斷面的像素差位聚焦而形成視覺上遠近不同的立體彩色圖像，將不同角度、不同層次的像素記錄在感光材料上。當人眼觀察圖像時，由于光柵的折射作用，進入兩眼的視角各有不同，最終通過人體的視覺神經中樞的綜合作用產生立體圖像。近幾年又出現了一種3D印刷的新技術——3D立體疊紋技術，能夠把一連串的條紋、圖標、商標等圖案形成特殊的立體效果，并且可以隨意控制景深。

3D印刷以其效果逼真、層次豐富、立體感強的特點，獲得了傳統印刷方式達不到的效果，現已廣泛應用于煙酒包裝、證卡行業、藝術裝飾、廣告招標、旅游紀念品等領域之中，為印刷業的發展帶來了新的生機。3D印刷立體而精美，符合未來的發展方向，不少企業已經發現了其中隱藏的巨大商業價值。

總結

隨著科學技術的發展，3D打印技術也將走向成熟，印刷相關技術也應在發展的過程中發展自身的技術，所有的概念與定義不是一成不變的，在發展的過程中互相借鑒、互相吸取彼此的優勢，相互滲透、相輔相成，改變自身的發展模式。一項新技術不是橫空出世，需要其他技術的支撐，需要其他技術的肩膀來再發展自身與推陳出新，所以只有不斷地完善自身才能立足于科技信息碰撞的世界，也許在不久的將來，3D打印與印刷都將成為整個大工業生產鏈下的一道工序，服務整個智能工業的時代。

作者單位：西安理工大學印刷包裝與數字媒體學院印刷工程系endprint