工艺技术科普，3D立体印刷工艺介绍工艺特点及行业应用

工艺技术科普，3D立体印刷工艺介绍工艺特点及行业应用

3D印刷，又叫立体印刷，通常是指立体光栅印刷，D立体UV印刷特效所采用的聚酯原料如晶莹的水滴一样无色全透明，在使用过程中可以达到99 GU光泽度，由于有高数值的光泽度作为前提，所以也保证印品的光亮性。

工艺介绍

3D立体印刷是利用立体光栅视觉软体把不同的图案转化成立体光栅线数，再利用立体光栅的折射原理，在不同的角度呈现出不同的图案，由于不同规格的立体光栅会有不同的折射效果与折射角度，观赏距离也会有所不同，所以在设计立体光栅效果图档的时候，必须要先了解立体光栅才能设计出符合立体光栅特性的设计图，做出来的3D效果才能够完美。

光栅是结合数码科技与传统印刷的技术，能在特制的胶片上显现不同的特殊效果。在平面上展示栩栩如生的立体世界，电影般的流畅动画片段，匪夷所思的幻变效果。

光栅是一张由条状透镜组成的薄片，当我们从镜头的一边看过去，将看到在薄片另一面上的一条很细的线条上的图像，而这条线的位置则由观察角度来决定。如果我们将这数幅在不同线条上的图像，对应于每个透镜的宽度，分别按顺序分行排列印刷在光栅薄片的背面上，当我们从不同角度通过透镜观察，将看到不同的图像。

3D立体效果

根据研究，我们人类的眼睛在观察一个三维物体时，由于两眼水平分开在两个不同的位置上，所观察到的物体图像是不同的，它们之间存在着一个像差，由于这个像差的存在，通过人类的大脑，我们可以感到一个三维世界的深度立体变化，这就是所谓的立体视觉原理。 据立体视觉原理，如果我们能够样我们的左右眼分别看到两幅在不同位置拍摄的图像，我们应该可以从这两幅图像感受到一个立体的三维空间。从前面的分析中我们可以知道不同的观察角度将可以看到不同的图像。因如果我们将光栅垂直於两眼放置，由於两眼对光栅的观察角度不同，因而*看到两个不同的图像，从而产生立体感。

常为了获得更好的立体效果我不单单以两幅图像制作，而是用一组序列的立体图像去构成，在这样的情况下，根据观察的位置不同，只要同时看到这个序列中的两副图像，即可感受到三维立体效果。

动画幻变变画

将光栅平置于两眼之间，注意两眼对光栅的线纹角度要保持平行，因而两眼看到的是同一个图像，如果图像是由一列连续动画所构成，那么当双眼上下移动或把光栅上下翻动时，双眼与光栅的角度将发生变化，我们也将看到一个接一个的连续图像，即看到一个动画或变画的效果。

“3D立体印刷产品具有栩栩如生的立体、动画变幻的效果，被广泛应用于立体产品印刷、立体包装印刷、立体卡片印刷、网游电影海报、工艺广告礼品”.

什么是UV光栅印刷

1．UV（ultraviolet）指的是紫外线，波长200-400nm，UV油墨是指用紫外线照射即可固化的油墨。

2．用UV墨完成的印刷。UV印刷必须配的一个装置就是紫外线固化装置。

3．UV光栅印刷也分胶印、凸印（柔版）、凹印、丝印、喷墨印刷。UV上光只是UV印刷的一种简单应用。

什么是UV油墨

1． 组成：颜料10-30%，预聚合体（寡体）10-50%，单体20-50，光起始剂（光敏剂）2-10%，添加剂1-5%。

2． 分类：四色基本UV油墨、专色UV油墨、UV上光油

3． 简单原理：UV光照射时，UV油墨中的光起始剂吸收紫外线光谱(波长200-400nm)中的某些特殊波长的光而产生断键情形, 这些断键的物质再去撞击单体和预聚合体而产生连锁架桥反应,瞬间将UV油墨从液态变成固态.

什么是UV光固装置

UV光固装置的基本结构包括灯管、反射罩、能量控制装置、温度控制装置（或称冷却装置）

UV印刷的特性

1. 色彩饱和度高，色彩效果好。与传统平版印刷相比较，平版UV印刷可以获得比较高的色彩效果，对于色彩要求较严格的印刷品，可获得较令人满意的结果。

2.光栅印刷画面光泽度高，视觉艳丽。与亚光的底色搭配，可获得令人赏心悦目的视觉对比，利于强化产品的高品质形象。

3. 适用于物理性及化学性完全不同的多类承印物，包含纸、PVC、PET、PP等纸类与塑料片材类。此特性比传统平版印刷能印刷更多的产品种类，有更宽广的市场前景。

4. 在光栅印刷同时可立即干燥（干燥时间在1秒内），可大大提高生产效率。由于不需要等待油墨干燥时间，所以生产时间可以大幅缩短，印刷公司也可以节省储存待干印品的空间，有利于成本节省。

5. 由于印刷光栅时立即干燥，故不需使用喷粉，可改善因为喷粉所导致的印刷品质问题。

6. 由于印刷光栅时立即干燥，故不会像传统平版印刷那样，在印刷完成后的48小时内印品色彩还会发生轻微变化。

7. 印刷光栅画面的耐光性好，光照不退色。

8. 印刷光栅画面的耐磨擦性好，不易划伤。

9. UV上光可取代覆膜，并且UV油墨无挥发剂，有利于环境保护。

UV印刷的注意事项

1. UV胶印的设备投资成本比传统的胶版印刷设备高，投资决策需更谨慎。

2. UV胶印比传统的胶版印刷应用范围广、市场分散，市场开发投入大，市场启动慢，投资风险大。

3. UV胶印的油墨成本为传统的胶版印刷油墨成本的4-5倍左右，承印材料成本高，因此印刷生产中的生产管理技术、工艺技术、成本控制等需要更严谨，一旦控制不好材料损耗的比例会比传统胶版印刷高。

4. 油墨储存需进行较严格的温度控制，需保持在20℃以下的恒温状态，仓储成本较高，且油墨的保质期仅为六个月。

5. UV胶印不像传统胶版印刷那样普及，人力市场上熟悉此类操作技术的人力

3D印刷要点：

数据统一：原稿、像素数据及印品图像始终与柱镜光栅栅距保持统一，避免由于数据之差在成品图像中产生干涉条纹，影响视觉效果。 

套印准确：像素与光栅的误差不得超过0.0001‰。因为任何一个色版的偏离，都会在光栅复合时，产生明显的异色图像虚影，使全图色、像离异，无法观赏。 

层次丰富：印刷网点清晰、饱满、密而不糊、疏而不丢。如网点失控，会造成密度两极分化，影响图像立体与空间的理想再现。 

严禁伸缩：严格控制印刷品伸缩量，是确保立体图像完美再现的关键。印刷图像伸缩，会脱离光栅栅距的制约，造成图像视觉定位的改变，出现反像、错像和视觉上的眩晕感。

广告行业：立体广告灯箱、户外立体广告制作公司、立体POP招帖画等；

3d立体广告展览展示：展板、展台、立体广告展示画板；

装饰行业：机关 、公共场所、居家 庭堂3d装饰工艺画；

旅游行业：旅游纪念画、3d工艺品、3d立体门票等；

印刷行业：立体贺卡、3d立体明信片、圣诞卡等；

产品包装：烟、酒、美容化妆品类等高档产品或礼品的包装、3d防伪标识等；

出版行业：杂志书刊封面和内页，CD/DVD封面，笔记本杂杂志封面等；

制造行业：玩具，文具，礼品，电器，家具，日用品，服装，游戏机等的配套

摄影行业：立体婚纱画、艺术照等；

UV印刷的材料的应用与技术标准

为了保证立体印刷的立体效果，出了考虑光栅片材质，还必须结合图像效果选择参数不同的光栅片。

1.光栅片的材质

光栅片的材质应具有透明度高、折射率高、光泽性好、可塑性强、稳定等性质，用于制作玩具和食品包装的材料还要求无毒无害。目前，市场上主要采用聚苯乙烯（PET）、聚丙烯（PP）和聚氯乙烯（PVC）这三种材质的光栅板。

① 聚苯树脂（PET）

聚苯乙烯（PET）用于制作硬塑光栅板，可用普通油墨直接印刷。聚苯乙烯原料经过注塑加工成为凹凸柱镜状光栅片。

聚苯乙烯无色透明（透明度达88%－92%），折射率为1.59－1.6，无延展性、易燃。由于这样高的折射率使它有良好的光泽。它的拉伸强度为3.52－6.33MPa，弯曲强度为6.12－9.84MPa，热变形温度为70－98°C。

聚苯乙烯的化学性能具有耐某些矿物油、有机酸、碱、盐、低级醇及其水溶液。遇到烃类、酮类、高级脂肪酯等侵蚀后而软化，溶于芳香烃和甲苯、乙苯及苯乙烯单体等。在某些情况下，化学试剂对聚苯乙烯的侵蚀程度可通过退火、消除应力等措施而降低。

聚苯乙烯稳定性好，画面质量高，原料无毒，抗化学性高，但较难黏合加工。多用于玩具、精细广告宣传等。

② 聚丙烯（PP）

聚丙烯（PP）可用普通油墨直接印刷，但表面要做火花处理，油墨干燥速度比聚苯乙烯快。

聚丙烯质地较聚苯乙烯软，比聚氯乙烯硬。稳定性较高，但图像质量一般。原料无毒，抗化学性低，较易黏合加工，多用于包装、文具等。

③ 聚氯乙烯（PVC）

聚氯乙烯（PVC），用于制作软塑柱透镜光栅板。需使用热油压机，将图片与聚氯乙烯片基经过金属光栅滚筒或光栅板压制成型。

聚氯乙烯是氯化烯经聚合而成的高分子化合物，难以燃烧。聚氯乙烯与聚乙烯虽同属乳白色，但聚氯乙烯能制成无色透明有光泽的薄膜，并能根据增塑剂含量制造出各种软度的薄膜。

这种材料经过脉冲热封、高频热合后粘合的牢度也大。聚氯乙烯的化学性能具有较好的耐化学腐蚀性，但热稳定性和耐光性较差。140°C时开始分解出氯化氢，制造时需要加入稳定剂。

聚氯乙烯含氯量为56%－58%，低相对分子质量的易溶于酮类、酯类和氯代烃类溶剂；高相对分子质量的则难溶解。

聚氯乙烯稳定性低，画面质量粗糙。此外，因为聚氯乙烯光栅有毒性，不环保，在欧美国家一般不用于玩具及食品包装产品。

2.根据画面的最终效果对光栅材料进行选择

据立体视觉原理，如果我们能够让我们的左右眼分别看到两幅在不同位置拍摄的图像，大脑可以综合这两幅图像，从而感受到一个立体的三维空间。

利用光栅板的分像作用从不同的角度观察将可以看到不同的图像，因此如果我们将光栅垂直于两眼放置，由于两眼对光栅的观察角度不同，因而两眼会看到两个不同的图像，从而产生立体感。

为了获得更好的立体效果通常不是单用两幅图像制作，而是用一组序列的立体图像去构成，在这样的情况下，根据观察的位置不同，只要同时看到这个序列中的两副图像，即可感受到三维立体效果。

立体光栅要求图像细腻、变化敏锐，所以要视角范围小些，这样视觉效果真实、立体感强。

异变光栅将光栅平置于两眼之间，注意两眼对光栅的线纹角度要保持平行，因而两眼看到的是同一个图像，如果图像是由一列连续动画所构成，那么当双眼上下移动或把光栅上下翻动时，双眼与光栅的角度将发生变化，我们也将看到一个接一个的连续图像，即看到一个异变的效果。

异变光栅要求视角范围大些，这样图像的变换范围就大，不同影像之间的交叉就少，可以清晰的感受到图像的变换。根据分析可知这种类型的光栅要求其的厚度与栅距的比值较小，这样就能获得较大的视角范围。

如果用立体光栅制作异变效果，往往导致消影不彻底；而用异变光栅制作立体效果，会使立体感不强。所以要根据所需表现的效果来选择合适的光栅板。

3.光栅栅距精确测量的方法

光栅栅距一般是通过使用一系列有栅距标称的光栅测试条进行精确匹配。光栅栅距测试条的种类有很多，不同的软件厂商使用的测试条不同，但其基本原理是基本相似的。就是利用光栅板的分像特性，加载不同的光栅栅距参数制作出一系列黑白相间的图案，使当光栅板与所标称的栅距相符合时，在一定的角度观察就会呈现特定的图样。

由一系列的黑白相间的条纹组成，测试时用光栅片压在光栅测试条上观察，当看到其中某一条能在一定的角度观察时呈现出全白的图案，当换一角度观察时能呈现出全黑的图案时，则该测试条下的栅距数值就是该光栅板的实际栅距。

 现今，国内市场上的印品大多是美轮美奂，表面效果如立体、磨砂、金光闪烁等，让人目不暇接，印刷行业经过多年的发展和演变，像击凸、光栅、烫金等多种印后工艺的出现，更是把印刷行业引领高速发展的年代。3D立体UV印刷特效的诞生为印后工艺注入新的血液，希望能为印刷人带来精彩的未来。