肖軍杰 程光耀 翟乃軍 張睿 馬添翼

很多有創(chuàng)意的印刷產(chǎn)品通常具有曲面彩色外觀，因此其表面彩色印刷顯得尤為重要。本文綜述了曲面產(chǎn)品彩色印刷的技術(shù)方法，包括傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代方法。傳統(tǒng)方法主要有曲面絲網(wǎng)印刷、移印和成型物凸版膠印等，適合印刷簡(jiǎn)單、規(guī)則的曲面產(chǎn)品；現(xiàn)代方法包括3D彩色打印、旋轉(zhuǎn)體表面噴墨打印和立體噴墨打印，用于打印復(fù)雜、不規(guī)則的曲面產(chǎn)品。最后本文分析了曲面印刷的裝備、工藝現(xiàn)狀，預(yù)測(cè)了未來(lái)曲面產(chǎn)品彩色印刷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

精美創(chuàng)意的曲面產(chǎn)品以其個(gè)性化造型、色彩絢麗和承載特定功能，受到了人們的喜愛，在日常生活中被大量使用。然而，其不規(guī)則曲面特征使得常規(guī)印刷技術(shù)難以直接對(duì)產(chǎn)品著色。因此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者以及科研人員紛紛采用不同方法研究曲面產(chǎn)品的彩色印刷問(wèn)題，不斷推動(dòng)曲面產(chǎn)品彩色印刷技術(shù)的蓬勃發(fā)展。

曲面印刷是指對(duì)外形呈曲面的承印物進(jìn)行印刷的印刷方式總稱。根據(jù)曲面印刷的發(fā)展階段不同，曲面彩色印刷分為傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代方法。傳統(tǒng)方法根據(jù)曲面油墨轉(zhuǎn)移方式不同，分為曲面絲網(wǎng)印刷、移印和成型物凸版膠印等幾種類型?，F(xiàn)代方法則依據(jù)承印物的空間運(yùn)動(dòng)形式不同，分為3D彩色打印、旋轉(zhuǎn)體表面噴墨打印和立體噴墨打印方法。

傳統(tǒng)曲面印刷技術(shù)

1.曲面絲網(wǎng)印刷

曲面絲網(wǎng)印刷是除平面之外諸如塑料圓筒、圓柱、圓錐、變形曲面等的絲網(wǎng)印刷。曲面絲網(wǎng)印刷的原理是承印物在某一位置，以某一中心線為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的印刷，承印物轉(zhuǎn)動(dòng)量和印版運(yùn)動(dòng)量是相同的，并且保持同步運(yùn)行，在其中心線上通過(guò)刮板的加壓運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行印刷。由于印刷面為非平面，其印刷方法、特點(diǎn)和平面印刷相比有很大不同，其印刷難度也較平面印刷大得多，因此印刷中的裝備技術(shù)顯得尤為重要。曲面絲網(wǎng)印刷機(jī)主要有3類：手動(dòng)曲面印刷機(jī)、半自動(dòng)曲面印刷機(jī)和全自動(dòng)曲面印刷機(jī)。不同機(jī)型的曲面絲網(wǎng)印刷的工作特點(diǎn)及分析見表1。

為提高曲面絲網(wǎng)印刷技術(shù)的質(zhì)量與效率，不少研究人員進(jìn)行了嘗試。如汪昌進(jìn)制作了活面絲網(wǎng)版，純手工拉緊印版緊貼承印物上進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，獲得塑料桶、純凈水桶、臉盆、熱水瓶、杯、碗、盤等印品。該種方法操作方便，對(duì)承印物的要求靈活，體積能大能小，數(shù)量可多可少，具有成本低廉、節(jié)約能源的優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)不規(guī)則曲面或者有異物突出的承印物，手動(dòng)曲面絲網(wǎng)印刷機(jī)難以進(jìn)行圖案印制，代棋帆等人改進(jìn)了手動(dòng)曲面絲網(wǎng)印刷機(jī)，在印刷底板的表面開槽和打孔，將地板平面制成上下等寬的兩條凹槽，左右同樣開槽并各打兩個(gè)穿透底板的圓孔，凹槽圓孔與圓柱絲桿直徑相同，保證絲桿能在圓孔中上下、前后、左右方向上的三維移動(dòng)，在手動(dòng)曲面絲網(wǎng)印刷機(jī)的底板工作臺(tái)上形成一個(gè)橫縱自由的移動(dòng)空間，使得半徑不同的曲面物體以及帶有凸起物的承印物可以放在納物臺(tái)上單向升降，解決了不規(guī)則物品的空間運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。楊光通過(guò)對(duì)絲網(wǎng)印刷與其他類型印刷工藝的實(shí)踐比較，指出絲網(wǎng)印刷是一種適應(yīng)現(xiàn)代藝術(shù)生活、創(chuàng)造具有高品位和高藝術(shù)價(jià)值的曲面造型物彩色外觀的有效印刷方式。對(duì)于弧度約30度的曲面臺(tái)燈表面，張宇新采用平面絲網(wǎng)版印刷方式在字典式臺(tái)燈表面印字，發(fā)現(xiàn)局部區(qū)域點(diǎn)的重復(fù)印刷會(huì)導(dǎo)致字跡重影、模糊；后來(lái)采用弧形網(wǎng)版進(jìn)行曲面印刷，解決了平版印刷出現(xiàn)的問(wèn)題。張琦列舉了幾種不規(guī)則承印物的印刷方法，指出絲網(wǎng)印刷是適合固態(tài)承印物的印刷方式，給出了兩個(gè)絲網(wǎng)曲面印刷的案例（見圖1）。

在絲網(wǎng)裝備技術(shù)方面，由于絲印裝備價(jià)格低廉，且使用歷史較長(zhǎng)，因此對(duì)圓柱形瓶蓋的表面彩印廣泛采用曲面絲印方式。國(guó)際上，意大利、美國(guó)、荷蘭、瑞典等發(fā)達(dá)國(guó)家一直是曲面印刷機(jī)設(shè)備的全球裝備及技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，如荷蘭多福公司、美國(guó)波利太浦公司、意大利安色公司等三大曲面印刷機(jī)制造知名企業(yè)，它們開發(fā)、生產(chǎn)的裝備代表當(dāng)今國(guó)際最先進(jìn)曲面印刷機(jī)設(shè)備的技術(shù)水平。國(guó)內(nèi)圓柱形瓶蓋曲面絲網(wǎng)印設(shè)備主要廠家集中在廣東珠三角地區(qū)的東莞市、深圳市以及浙江省、香港等地。整體上看，絲印設(shè)備雖然價(jià)格低廉，但卻具有效率低、操作難、人工多、故障率大等缺陷，極大制約該類設(shè)備的發(fā)展。一些高端企業(yè)逐步選擇凸版曲面印刷設(shè)備，以解決曲面絲印設(shè)備效率低下等問(wèn)題。

2. 移印

移印工藝借助于可以變形的移印膠頭來(lái)完成油墨的轉(zhuǎn)移，移印膠頭表面并不含有圖文，需要的圖文先在銅或鋼材上曬制并蝕刻成移印凹版，然后移印頭將凹坑處的油墨吸起，移動(dòng)到承印物表面進(jìn)行壓印完成圖文的轉(zhuǎn)移。由于移印工藝采用間接印刷方式，對(duì)印版和承印物的相對(duì)位置沒(méi)有嚴(yán)格要求，移印膠頭又可以制作的比較小，所以非常適合小工件印刷，而且移印膠頭可制成和承印物表面相吻合的形狀，在印刷凹凸不平面、磨砂面及球形面、弧面等材料時(shí)有著其他印刷工藝不可替代的優(yōu)勢(shì)。移印除可進(jìn)行平面印刷外，多適用于各種成型物印刷，特別是對(duì)于不規(guī)則凹凸表面，采用其他印刷方式難以完成，而采用移印則可以實(shí)現(xiàn)多色精美印刷。

肖奚從制版、移印鋼版、樹脂版、制版工藝、油墨、油盅式移印機(jī)、UV移印技術(shù)、移印機(jī)技術(shù)新亮點(diǎn)等方面介紹了移印技術(shù)的現(xiàn)狀。其中，日本最早在移印機(jī)加裝了膠頭清洗裝置，在膠頭退回的過(guò)程中比普通的移印機(jī)多一個(gè)在膠紙上面印刷的動(dòng)作，去掉膠頭的殘余油墨，保證膠頭每次上墨前的清潔，改善了移印印刷質(zhì)量。嘉茂總結(jié)了移印的制版工藝，一般采用添加保護(hù)劑的硝酸溶液和三氯化鐵溶液進(jìn)行腐蝕獲得移印鋼版。但是，腐蝕用的酸氣撲鼻，生成的一氧化氮和二氧化氮對(duì)人體的危害很大；鋼版腐蝕后的顯影多采用過(guò)氧化氫為主的化學(xué)溶劑，它對(duì)人的皮膚也有一定的危害。因此，在歐洲國(guó)家早已明令禁止使用，開始用樹脂版或者用激光雕刻來(lái)制版，有些企業(yè)采用腐蝕鋅版的無(wú)粉腐蝕劑來(lái)腐蝕鋼版，已試制成功，這種方法大大降低了對(duì)環(huán)境的污染，也保證了員工的生命安全。林鐘興根據(jù)不同的印刷要求設(shè)計(jì)不同的輔助裝置對(duì)移印機(jī)器進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了球體表面的精美印刷，印制的足球和排球見圖2。

移印裝備包含4個(gè)組成部分：印刷鋼片、印刷油墨、印刷膠頭、印刷機(jī)器。從18世紀(jì)90年代前后在歐洲誕生起，這4個(gè)部分基本沒(méi)有改變，只是在材料及其他輔助方面進(jìn)行了一些改進(jìn)。移印技術(shù)于20世紀(jì)70年代早期傳入香港，主要用于印刷玩具車、公仔眼珠及其他塑料產(chǎn)品，此后逐漸向國(guó)內(nèi)其他地區(qū)擴(kuò)散，現(xiàn)在已經(jīng)遍布中國(guó)大部分工廠。目前，中國(guó)移印機(jī)質(zhì)量雖然達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但是存在裝備產(chǎn)品售價(jià)、附加值低等特點(diǎn)，難以占領(lǐng)國(guó)際市場(chǎng)。

3.成型物凸版膠印

凸版膠印又稱間接凸印，是指經(jīng)中間載體橡皮布將凸版上圖文部分的油墨轉(zhuǎn)移到承印物表面的印刷方式。成型物凸版膠印是指以圓柱體為主要產(chǎn)品的凸版膠印方式。成型物凸版膠印按用途不同主要有金屬罐印刷、軟管印刷和安瓿瓶印刷。其中，安瓿瓶印刷機(jī)構(gòu)組成見圖3，系統(tǒng)采用圓壓圓印刷方式，加之設(shè)有專用的自動(dòng)進(jìn)料和收料系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)大批量高速印刷。此外，這種機(jī)型還可印刷諸如晶體管、電阻、電容等電子元件，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。

凸版曲面膠印模式的圓柱形曲面印蓋機(jī)在全球范圍內(nèi)生產(chǎn)制造企業(yè)甚少，其先進(jìn)設(shè)備仍舊被國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家所壟斷，價(jià)格十分昂貴，如意大利進(jìn)口六色瓶蓋印刷機(jī)（型號(hào)：Event400，印刷速度400p/min） 每套折算人民幣就高達(dá)1200多萬(wàn)元，一般企業(yè)很難具備購(gòu)買能力。日本山形大學(xué)有機(jī)電子研究中心（ROEL）副主任時(shí)任靜士教授在曲面上直接印刷電路的“三維曲面印刷電路技術(shù)（3D-PE）”，據(jù)稱可將銀納米墨直接印刷到曲面上，布線線寬最大可達(dá)到20μm，可在圓筒等曲面上印刷。目前，國(guó)內(nèi)一些印刷設(shè)備企業(yè)開始研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)凸版曲面膠印設(shè)備，多項(xiàng)技術(shù)已取得很大突破，2012年廣東省部產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目“高效環(huán)保的高速凸版曲面印蓋機(jī)”研發(fā)的UV油墨及光油二次印刷、二次固化技術(shù)的凸面膠版曲面印刷設(shè)備，印刷速度達(dá)到300p/min，接近國(guó)際先進(jìn)設(shè)備水平，估價(jià)為進(jìn)口裝備價(jià)格的1/10。

從上述文獻(xiàn)分析得出，傳統(tǒng)方法主要是在簡(jiǎn)單、規(guī)則曲面進(jìn)行印刷。例如，回轉(zhuǎn)體表面通過(guò)絲網(wǎng)、移印、凸版膠印等方式進(jìn)行印刷；對(duì)于空間一般不規(guī)則曲面則不具備印刷能力；并且曲面印刷裝備的技術(shù)水平上國(guó)內(nèi)跟國(guó)外存在很大差距。

現(xiàn)代曲面噴墨印刷

噴墨印刷（Inkjet Printing，IJP）是通過(guò)計(jì)算機(jī)控制細(xì)墨流從噴嘴射在承印物上，從而獲得文字和圖像的印刷技術(shù)。相對(duì)于傳統(tǒng)印刷而言，噴墨印刷具有非接觸、無(wú)壓力、無(wú)印版、可變數(shù)據(jù)等特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)按需印刷、即時(shí)印刷、異地印刷、個(gè)性化印刷、大幅面印刷、曲面印刷。因此，噴墨印刷現(xiàn)已發(fā)展成為當(dāng)今世界兩大主流數(shù)字印刷技術(shù)之一，代表著印刷業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和研究前沿。

當(dāng)前，噴墨打印主要應(yīng)用于平面印刷領(lǐng)域。對(duì)于平面噴墨而言，噴頭運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)，發(fā)展較為成熟，對(duì)于曲面產(chǎn)品的噴墨印刷，其噴頭的運(yùn)動(dòng)軌跡是復(fù)雜空間曲線，開始成為研究熱點(diǎn)。現(xiàn)代曲面彩色噴墨印刷方法根據(jù)承印物的空間運(yùn)動(dòng)形式不同，分為3D彩色打印、旋轉(zhuǎn)體表面噴墨打印和立體噴墨打印。

1.3D彩色打印方法

3D彩色打印技術(shù)類似當(dāng)代流行3D打印技術(shù)，基于離散-堆積原理，先對(duì)數(shù)字模型進(jìn)行分層切片，然后分層控制，進(jìn)行彩色打印，實(shí)現(xiàn)曲面產(chǎn)品彩色化。截至目前，國(guó)外有兩家公司獲得了3D彩色打印技術(shù)的突破。

Stratasys公司基于傳統(tǒng)3D打印技術(shù)，于美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間2014年1月27日推出革命性的新一代3D打印機(jī)——Objet500 Connex3彩色多材料3D打印機(jī)：設(shè)備采用獨(dú)特的三重噴射技術(shù)，其打印頭噴射一種微小樹脂滴液，驅(qū)動(dòng)粉箱內(nèi)不同材料混合與結(jié)合，形成彩色產(chǎn)品；設(shè)備有數(shù)百種色彩可選，用于制造色彩斑斕的部件，并可根據(jù)需要打印軟硬不同的產(chǎn)品，這是世界首個(gè)將彩色打印與多材料打印相結(jié)合的3D打印機(jī)（見圖4），設(shè)備售價(jià)約200萬(wàn)元。

同樣，美國(guó)Z-Corporation公司基于傳統(tǒng)3D打印技術(shù)，成功研發(fā)了的全彩砂巖打印機(jī)，該設(shè)備高度自動(dòng)化，先是撲粉輥?zhàn)訐浞?，然后打印輥?zhàn)幼鲋本€運(yùn)動(dòng)，噴膠控制系統(tǒng)和噴墨控制系統(tǒng)協(xié)同工作、上色物體模型，最終打印出彩色零件，見圖5。以上兩種2D打印技術(shù)均實(shí)現(xiàn)了設(shè)備輥?zhàn)拥闹本€運(yùn)動(dòng)和膠水噴射或多色墨水噴墨的協(xié)同控制，但是前者是對(duì)單個(gè)層片區(qū)域單色或?qū)Ｉ蛴?，后者則可對(duì)產(chǎn)品表面層進(jìn)行彩色打印，實(shí)現(xiàn)了3D打印和產(chǎn)品表面按需噴墨、著色的一體化數(shù)字制造，具體彩打過(guò)程見圖5（b）。

此外，2015年6月，周昆教授團(tuán)隊(duì)利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和虛擬視覺(jué)技術(shù)，通過(guò)專門開發(fā)的軟件將三維設(shè)計(jì)圖“降維”為二維“展開圖”，并首次對(duì)水轉(zhuǎn)印過(guò)程中水轉(zhuǎn)印薄膜的形變特性進(jìn)行物理建模，得到三維設(shè)計(jì)圖與膜上的每一個(gè)點(diǎn)的映射關(guān)系；之后，研究團(tuán)隊(duì)利用普通噴墨打印機(jī)將二維展開圖打印到水轉(zhuǎn)印薄膜上；再把薄膜鋪在水面上，讓薄膜在水中包裹住3D模型并著色，通過(guò)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”瞄準(zhǔn)三維物體，實(shí)現(xiàn)承印物精確上色，解決了傳統(tǒng)3D彩色打印設(shè)備成本高、速度慢、精度低等缺點(diǎn)。這種計(jì)算機(jī)水轉(zhuǎn)印法類似于一種精確的自動(dòng)貼膜，技術(shù)路線見圖6，主要著色過(guò)程見圖7。

2.旋轉(zhuǎn)體表面噴墨打印

旋轉(zhuǎn)體表面噴墨打印指承印物圍繞軸線做圓周運(yùn)動(dòng)，噴頭做直線運(yùn)動(dòng)并完成曲面彩色噴墨過(guò)程。2015年，美國(guó)DCS公司開發(fā)了圓柱體3D浮雕效果UV噴墨印刷機(jī)，型號(hào)為1024UVMVP+Easycil，可作為印刷企業(yè)開創(chuàng)多種經(jīng)營(yíng)模式的小型有效補(bǔ)充設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)360度圓柱體表面印刷；可噴墨承印物材料廣泛，最大承印尺寸為330mm×650mm；先進(jìn)的操作軟件與業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)軟件無(wú)縫連接，并可同步印刷，一次性完成多個(gè)顏色的組合噴墨；承印物通過(guò)兩個(gè)輥?zhàn)拥男D(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并與噴頭的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)耦合，實(shí)現(xiàn)噴頭噴墨于承印物表面，同時(shí)位于噴頭左右兩端的UV LED燈進(jìn)行同步干燥。設(shè)備及產(chǎn)品見圖8。

在PRINT CHINA 2015上，海德堡展出了最新的捷霸4D打印機(jī)，該設(shè)備采用轉(zhuǎn)盤式結(jié)構(gòu)分布噴墨印刷工位，采用真空吸盤固定承印物，經(jīng)歷4個(gè)工序過(guò)程：除塵→紅外定位→電暈→噴墨印刷，可以實(shí)現(xiàn)小曲率曲面的即時(shí)印刷。設(shè)備及噴墨印品見圖9。

3.立體噴墨打印

立體噴墨打印指承印物通過(guò)復(fù)合運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行曲面噴墨打印的方法。這方面，日本Mimaki Engineering和長(zhǎng)野工業(yè)高等專業(yè)學(xué)校聯(lián)合研發(fā)三維打印機(jī)，采用4個(gè)不同顏色的噴頭，噴頭可作直線掃描運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)基板通過(guò)組合二維平面運(yùn)動(dòng)和互相垂直的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行空間復(fù)合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在球面和圓柱物體上噴墨打印顏色。承印物的運(yùn)動(dòng)示意圖見圖10。

法國(guó)普瓦捷大學(xué)的Gazeau等人研究出一種五自由度機(jī)器人，它能在大型諸如拖車篷布的垂直或傾斜平面上進(jìn)行噴繪大幅面圖案（見圖11）。與普通的平面噴繪相比，它把應(yīng)用領(lǐng)域從水平面擴(kuò)展到豎直、傾斜等平面；設(shè)備通過(guò)對(duì)5個(gè)自由度的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)研究，具備向復(fù)雜三維模型表面噴繪轉(zhuǎn)變的可能性。

美國(guó)STM公司開發(fā)出一套能夠制作彩色地理模型的設(shè)備，系統(tǒng)包括一臺(tái)雕刻機(jī)及一臺(tái)上色設(shè)備，可為客戶提供三維地理DEM信息及表面顏色信息。該系統(tǒng)集中應(yīng)用于軍事沙盤和地理模型，如為美國(guó)軍方制造阿富汗等沙盤模型。該系統(tǒng)的上色模型見圖12。

國(guó)內(nèi)方面，南開大學(xué)通過(guò)對(duì)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的處理和分析，得到地理信息的實(shí)景模型數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)景地理模型噴繪機(jī)器人核心技術(shù)展開研究，包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、模型優(yōu)化、圖像補(bǔ)償?shù)?，最終研制出可進(jìn)行高精度、真彩色實(shí)景地理模型自動(dòng)噴繪的立體噴繪機(jī)器人系統(tǒng)。制作的臺(tái)灣3D模型見圖13。該設(shè)備的缺點(diǎn)是設(shè)備噴頭僅做直線運(yùn)動(dòng)，難以實(shí)現(xiàn)曲率變化大的復(fù)雜曲面噴墨印刷。

蔣小珊提出一種全新曲面噴墨印刷技術(shù)：噴墨過(guò)程中噴頭靜止不動(dòng)，承印物在多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)控制下做空間直線、曲線、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，分別采用常規(guī)噴頭和毛細(xì)噴頭進(jìn)行常規(guī)曲面和復(fù)雜曲面的噴墨理論和方法研究，并采用仿真與試驗(yàn)研究了雜質(zhì)對(duì)噴墨過(guò)程中墨滴流噴射方向、偏轉(zhuǎn)方向和局部壓力的影響規(guī)律，提出了提高毛細(xì)噴頭噴射精度的方法，該技術(shù)仍處在初期研究階段。

從上面分析可見，現(xiàn)代曲面噴墨打印技術(shù)仍處于研發(fā)初期，尤其是移動(dòng)噴頭立體噴墨打印過(guò)程中，噴墨墨水是微流體，噴頭換向、變速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的加速度使得墨水微滴在形成過(guò)程中受到?jīng)_擊、流變、壓力波變化等因素干擾，容易造成噴墨過(guò)程不穩(wěn)定，使得墨滴大小變化、沉積位置發(fā)生偏差，圖案難以套準(zhǔn)，顏色發(fā)生偏差，不僅打印效果不好，而且使得打印三維物體的速度降低。因此，現(xiàn)代曲面噴墨打印技術(shù)面臨諸多難題，尚無(wú)成熟產(chǎn)品上市。

創(chuàng)意產(chǎn)品彩色化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

第一，復(fù)雜曲面彩色化方法、裝備、工藝等關(guān)鍵技術(shù)基本上被國(guó)外公司所壟斷，裝備價(jià)格昂貴。因此，國(guó)內(nèi)積極開展低成本創(chuàng)意產(chǎn)品表面彩色化裝備及工藝技術(shù)研究具有現(xiàn)實(shí)意義。

第二，傳統(tǒng)絲網(wǎng)、移印、凸版膠印等彩色印刷方法只能在簡(jiǎn)單回轉(zhuǎn)體曲面進(jìn)行印刷，對(duì)于空間復(fù)雜、不規(guī)則曲面，設(shè)備不具有空間復(fù)雜運(yùn)動(dòng)特性，難以印刷復(fù)雜曲面。

第三，通常3D彩打的曲面產(chǎn)品強(qiáng)度、硬度等性能不高，不便于后續(xù)工序中的搬運(yùn)，因此需進(jìn)行后處理工藝研究，提高制件的性能。此外，直接3D打印的產(chǎn)品表面具有臺(tái)階效應(yīng)，使得產(chǎn)品表面粗糙，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此亟需進(jìn)行提高產(chǎn)品強(qiáng)度和表面精度的技術(shù)研究。

第四，對(duì)于具有復(fù)雜曲面印刷特點(diǎn)的曲面產(chǎn)品，采用多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)進(jìn)行承印物的空間運(yùn)動(dòng)控制。依據(jù)RIP處理的圖文數(shù)字信號(hào)，疊加在噴頭的空間運(yùn)動(dòng)軌跡上，實(shí)現(xiàn)曲面噴墨彩色打印，代表著曲面產(chǎn)品數(shù)字印刷、彩色印刷的發(fā)展趨勢(shì)。

作者單位：北京印刷學(xué)院