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【中國智能制造網 本站原創】醫療、工業、影視等領域對3D打印模型的精細度有著極高要求，層累的傳統成型方式難以滿足，體素級3D打印應運而生。這項技術雖然未必能取代傳統3D打印，但未來會在增材制造產業中占據重要席位，這一點當是無疑的了。
讓3D打印“有聲有色” 體素建模軟件成市場新貴
2D打印經歷了從黑白到彩色打印的技術進步，而當前的3D打印設備雖然也已實現彩色打印，但業者們似乎還并不滿足于此——傳統的層層累積成型很難生成十分細膩生動的彩色視覺效果，是時候改變3D打印設備的構造方式了。近幾年驚艷市場的體素建模軟件就是業內人士為此努力的結果。
就像我們常以像素來衡量二維影像的分辨率一樣，體素(可以將其想象為立體的像素)作為三維空間分割上的小單位，是評價三維物體視效的重要標準。而體素建模軟件就是將3D打印的層層積累變成了“點滴積累”，在單個體素的級別上對物體的顏色、質地、紋理進行精細控制。如此一來，3D打印產品的外觀將變得非常逼真，甚至可以挑戰漸變色等高難度效果。
雖然體素建模軟件當前的數量還不太多，但涉及的應用領域已比較廣泛。對此類軟件的早期需求來自于醫療行業。畢竟，3D打印醫療模型可能關乎病人的生命安危，對細節還原度的要求遠高于普通模型。為此，波蘭3D打印設備制造商ZMorph于2014年研發了基于體素模型的3D打印管理軟件。該產品的大亮點是可以兼容醫學數字成像和通信技術，因而能把醫學掃描數據直接用于體素級打印，讓3D打印機用“一手資料”做出組織器官的復制品。
美國的3D打印巨頭Stratasys也在關注這項技術，近日，該公司震撼發布體素控制軟件GrabCAD，可操控數千種材料的體素級打印過程。材料濃度、顏色分布的點滴改變，將給物體的外觀和內部屬性帶來無窮變化。Stratasys的這一新品很快被動畫公司看上。在動畫業者看來，定格動畫的復興需要生動的人物形象，而這些形象能否立得起來，與細節設計密切相關。這方面，Stratasys的軟件可以提供有力幫助。
除了企業，高校的研究機構也在體素級3D打印領域取得不小成就。2015年，哈佛大學為高品質工業級3D打印機開發了一款免費的體素建模軟件Monolith，它可以與其他類型的建模軟件一起工作，彌補其他軟件的不足。
同年，德國弗勞恩霍夫計算機圖形研究所在借鑒2D印刷以及普通彩色成像等技術的基礎上，也找到了為3D打印物品上色的體素級解決方案，由此制成的3D打印蘋果模型已經達到真假莫辨的程度。該項目的負責人認為，體素級彩色3D打印會像彩色電視淘汰黑白電視一樣讓當下流行的普通3D打印機成為明日黃花。
更為神奇的是，體素級的控制技術不僅能讓3D打印有色，還能“有聲”。2016年，來自美國哥倫比亞大學、麻省理工學院與迪士尼研究中心的科研人員設計出了“聲體素”，一種尺寸極小的立方形空心腔體。由它制成的3D打印物體可以對進入其中的聲波作出不同處理，進而傳出不同聲音，換言之，這些3D打印產品變成了個性化的聲音過濾器。據研發者介紹，這項技術有望在制作聲學防偽標簽、水下通信等方面大展身手。
體素級3D打印會否完勝傳統3D打印，現在還不好說。不過，從該項技術已經取得的成果來看，它們無不直擊行業痛點，且表現出色。未來，體素級3D打印的影響力將繼續擴大，在增材制造產業中占據重要席位，這一點應是無疑的了。
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