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Die stereoskopische 3D-Drucktechnologie verbindet die digitale und die physische Welt und realisiert kreative Ergebnisse

Joseph Coddington, Masterstudent an der Victoria University of Wellington, hat ein Projekt ins Leben gerufen, das sich darauf konzentriert, den 3D-Druck für Forschungsmethoden mit Designfokus und kreativem Output zu nutzen, anstatt ihn nur aus technischer Sicht zu betrachten.

Um seine Methode zu demonstrieren, verwendete Codington die 3D-Drucktechnologie, um ein Panel aus der Waterlillies-Sammlung des Künstlers Claude Monet zu replizieren, einer Reihe von Gemälden, die der Künstler 1914-26 schuf. Coddington entschied sich für den J750 3D-Drucker von Stratasys, um Fotos zu produzieren, und verwendete zunächst Adobes Photoshop-Software, um die Gemälde digital zu kopieren.

Die stereoskopische 3D-Drucktechnologie verbindet die digitale und die physische Welt und realisiert kreative Ergebnisse

Kurz gesagt ermöglicht das Drucken dem Benutzer, eine Farbe für jeden Punkt (als Voxel bezeichnet) im gesamten Volumen des Modells zu definieren. Ein Voxel ist eine 3D-Version eines Pixels, das kleinste unterscheidbare Element eines 3D-Objekts. Beim Voxel-Druckverfahren wird ein vollfarbiger 3D-Druck von Pixeln mit der ausgewählten Materialhärtefunktion durchgeführt.

Coddington hatte zuvor ein weiteres Projekt zum Voxel-3D-Druck durchgeführt, das darauf abzielte, diese Technologie als neues Mittel zur Filmaufnahme zu etablieren und eine Alternative zu .stl-Dateien vorzuschlagen. Durch Experimente erkannte Coddington, dass er durch die Verwendung von Voxeln zum Drucken von 3D-Druckfilmmaterialien den Filmspeicherprozess vollständig entwickeln kann.

Wie er damals beschrieb, zielt das Projekt darauf ab, „die neuen Anwendungen aufzuzeigen, die der Voxeldruck bieten kann“, und gleichzeitig die künstlerische Qualität der Technologie zu demonstrieren.

An anderer Stelle haben Forscher der Mediater Matter Group des MIT den Voxel-3D-Druck untersucht, und das Unternehmen hat ein Patent für eine Methode zur Konvertierung von Punktwolkendaten in eine Pixel-für-Pixel-Methode für den Multimaterial-3D-Druck angemeldet. Das Team arbeitete mit der Harvard University zusammen, um ihre Methoden zu demonstrieren und erstellte hochdetaillierte anatomische Modelle, um den Zustand des Patienten besser zu verstehen.

Als neue 3D-Drucktechnologien auftauchten, entdeckte Coddington einen Forschungstrend, der sich mehr auf die technischen Aspekte der Entwicklung konzentrierte und viele kreative Elemente in den Schatten stellte. Er erläuterte die Grundprinzipien des Einsatzes von Voxel-3D-Druck als Technologie, die „nicht nur zwischen der digitalen Welt und der physischen Welt, sondern auch zwischen visueller Kompetenz und prozessbasierten Daten eingesetzt werden kann“.

Weiter sagte er: „Die Forschung mit dem Schwerpunkt Design ermöglicht es mir, neue Ideen zu generieren, die einzigartig und funktional auf neue Technologien anwendbar sind. In diesem Fall drucke ich 3D-Bilder wie Malerei und verwende Maltechniken, um 3D-Druckbilder zu generieren. .“

Um sein Projekt durchzuführen, rekrutierte Coddington den Stratasys J750 3D-Drucker. Der preisgekrönte J750 wurde 2016 mit der Fähigkeit auf den Markt gebracht, realistischen 3D-Druck zu kombinieren und anzupassen, ohne dass Vollfarbverläufe nachbearbeitet werden müssen. Seitdem wurde J750 mehreren Updates unterzogen, darunter auch medizinische Upgrades im Jahr 2019, und seine Funktionen Ende letzten Jahres um biomechanisch genaue orthopädische Anwendungen erweitert.

Codington hat sich für den 3D-Druck dieses Gemäldes von Monet’s Waterlillies entschieden, weil es Gründe gibt, die Art und Weise, wie sich das Licht im Bild bewegt, besser zu zeigen als durch eine 2D-Ebene. Durch die Beleuchtung seiner 3D-gedruckten Bilder kann Codington die Tiefe des Bildes zeigen, die Monet in 2D-Gemälden nicht erfassen konnte.

In der Projekterklärung sagte er: „Das Wasser im Teich hat oft Schwebematerialfragmente.“ Wenn Licht in den Wasserkörper eindringt, erscheinen diese Fragmente in unterschiedlichen Tiefen. Monet verwendet geschichtete Malerei, um dieses Gefühl einzufangen. Seine Bilder beschränken sich jedoch immer noch auf 2D-Ebenen. Voxel-Druck kann die 2D-Ebene freilegen und Materialfragmente bereitstellen, die über das Objekt verteilt werden.

„Wenn die Hintergrundbeleuchtung den Druck beleuchtet, weil das Licht durch die Materialfragmente beleuchtet und verzerrt wird, erhalten wir eine ähnliche Qualität wie das Licht, das durch den Teich fällt.“

Coddington verwendete die computerbasierte Bearbeitungssoftware Adobe Photoshop, um Monets geschichtete Malmethode digital zu replizieren. Basierend auf seiner Beobachtung von Monets Werk konstruierte er 15 Schichten, wobei jede Schicht Farbe in einer digitalen Improvisationsform auftrug und dann übereinander geschichtete. Codington verwendete dann die J750, um digitale Bilder in 3D zu drucken.

Er schloss: „Diese Forschung hebt das Voxel-Druckverfahren hervor und bietet eine Reihe von Voxel-Drucken, die das ursprüngliche digitale Bild physisch wiedergeben können, wodurch seine Materialausgabe erstellt wird und der Vorteil besteht, im digitalen Bereich zu arbeiten.“ Daher kann das Design des Voxeldrucks das bloße Auge oder visuelle Daten des Originalbildes anzeigen und das Objekt physisch wiedergeben, ohne seine visuellen Eigenschaften zu zerstören, um einen bloßen Handeffekt zu erzielen.“

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