使用颜色层和结构层印刷成形对象的方法与流程

使用颜色层和结构层印刷成形对象的方法
1.本技术是申请日为2017年05月31日，申请号为201780033685.1，发明名称为“使用颜色层和结构层印刷成形对象的方法”的申请的分案申请。
2.相关申请的交叉引用
3.本技术要求于2016年5月31日提交的第62/343,766号美国临时专利申请的权益，该美国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。
4.背景
5.实施方案总体上涉及在基底上印刷uv固化图形层，基底是诸如用于制造诸如衬衫、短裤、裤子、夹克、有边帽(hats)或无边帽(caps)的服装物品的织物，或者是用于制造用于诸如跑步鞋、训练鞋、慢跑鞋、徒步旅行鞋、散步鞋、排球鞋、手球鞋、网球鞋、长曲棍球鞋、篮球鞋的鞋类物品和其他类似鞋类物品的鞋面的织物，以及用于制造诸如背包或帐篷的其他物品的织物。
6.服装物品可以由编织织物或非编织织物或网状材料制成，或者可以由皮革、合成皮革或塑料材料制成。服装物品可以在服装物品的袖子、躯干、裤腿或其他部分上具有诸如标志或徽标的制品。服装物品还可在例如肘部、肩部和/或膝盖处具有耐磨层、防水层或保护层。
7.印刷机或绘图仪可以被编程为在织物或其他物品上沉积丙烯酸树脂油墨、聚氨酯油墨、tpu油墨或硅酮油墨或其他油墨的层。这种印刷机或绘图仪可以被编程为覆盖织物的二维部分，例如，通过在第一方向上沿轨道移动印刷头并且在与第一方向正交的第二方向上移动轨道。其他印刷机或绘图仪可以在第一方向上移动印刷头，同时在与第一方向正交的第二方向上移动印刷平台，或者可以在保持印刷头静止的同时在两个方向上移动印刷平台。
8.本公开涉及一种使用印刷系统将三维对象印刷到基底上的方法，所述方法包括：
9.在所述印刷系统处接收：
10.关于所述三维对象的区的目标厚度；
11.关于印刷的层的预定结构层厚度；和
12.关于每个颜色层的颜色层信息；
13.在所述印刷系统处接收所述基底；
14.基于所述预定结构层厚度计算待被印刷以实现关于所述区的所述目标厚度的结构层的数量；
15.使用所接收的关于第一颜色层的颜色层信息将所述第一颜色层印刷到所述基底上；
16.将一组结构层印刷到所述第一颜色层上，在所述区中的所述一组结构层中的层的数量等于所计算出的结构层的数量，并且在所述一组结构层中的每个层具有所述预定结构层厚度；和
17.使用所接收的关于第二颜色层的颜色层信息将所述第二颜色层印刷到所述一组结构层上。
18.在一种实施方案中，所述方法还包括将一个或更多个透明层印刷到所述第二颜色层上。
19.在一种实施方案中，所述一个或更多个透明层中的每个层具有等于所述预定结构层厚度的厚度。
20.在一种实施方案中，所述一组结构层是透明的。
21.在一种实施方案中，与所述区相邻的另一区中的一组结构层被印刷以实现不同于关于所述区的所述目标厚度的另一目标厚度。
22.在一种实施方案中，所述第一颜色层被印刷成使得所述第一颜色层的厚度能够在特定视角下是可见的。
23.本公开还涉及一种使用印刷系统将三维对象印刷到基底上的方法，所述方法包括：
24.在所述印刷系统处接收：
25.关于所述三维对象的区的目标厚度；
26.待印刷的结构层的预定数量；和
27.关于每个颜色层的颜色层信息；
28.在所述印刷系统处接收所述基底；
29.使用所述目标厚度和结构层的所述预定数量计算关于待被印刷以实现关于所述区的所述目标厚度的印刷层的结构层厚度；
30.使用所接收的关于第一颜色层的颜色层信息将所述第一颜色层印刷到所述基底上；
31.将一组结构层印刷到所述第一颜色层上，在所述一组结构层中的层的数量等于结构层的所述预定数量，并且在所述区中的所述一组结构层中的每个层具有所计算出的结构层厚度；和
32.使用所接收的关于第二颜色层的颜色层信息将所述第二颜色层印刷到所述一组结构层上。
33.在一种实施方案中，所述第一颜色层、所述一组结构层和所述第二颜色层的组合具有等于所述目标厚度的厚度。
34.在一种实施方案中，所述方法还包括将一个或更多个透明层印刷到所述第二颜色层上。
35.在一种实施方案中，所述第一颜色层、所述一组结构层、所述第二颜色层和所述一个或更多个透明层的组合具有等于所述目标厚度的厚度。
36.在一种实施方案中，所述一个或更多个透明层的组合被印刷成具有小于所述一组结构层的组合厚度的厚度。
37.在一种实施方案中，所述一组结构层是透明的。
38.在一种实施方案中，与所述区相邻的另一区中的一组结构层被印刷，以实现不同于关于所述区的所述目标厚度的另一目标厚度。
39.在一种实施方案中，所述第二颜色层是不透明的，并且其中，所述第一颜色层被印刷成使得所述第一颜色层的厚度能够在特定视角下是可见的。
40.本公开还涉及一种使用印刷系统将三维对象印刷到基底上的方法，所述方法包
surface)是通过在选定的列中印刷较少的油墨层来改变油墨的列的高度而形成的；
65.图4是印刷轮廓的方法的实施方案的流程图；
66.图5示出了图4中所示方法的步骤的实施方案，其中第一颜色层被印刷到衬底上；
67.图6示出了图4中所示方法的步骤的实施方案，其中第一结构层被印刷到第一颜色层上；
68.图7示出了图4中所示方法的步骤的实施方案，其中交替的颜色油墨和结构油墨的层被印刷到第一结构层上；
69.图8示出了图4中所示方法的步骤的实施方案，其中颜色油墨被选择性地印刷到先前印刷的结构油墨上；
70.图9示出了图3中所示的相同轮廓的实施方案，但是其中成形表面已经通过选择性地改变所印刷的油墨层的部分的厚度来改变油墨的列高度而形成；
71.图10示出了图4中所示方法的步骤的实施方案，其中第一颜色层被印刷到衬底上；
72.图11示出了图4中所示方法的步骤的实施方案，其中第一结构层被印刷在第一颜色层上，并且其中第一结构层的厚度选择性地改变；
73.图12示出了图4中所示方法的步骤的实施方案，其中第二结构层被印刷在第一结构层上，并且其中第二结构层的厚度选择性地改变；
74.图13示出了图4中所示方法的步骤的实施方案，其中颜色油墨层被印刷到第二结构层上；
75.图14示出了具有被印刷在所有层的顶部上的最终结构层的成形表面的实施方案；
76.图15示出了鞋类物品的实施方案，该鞋类物品具有被印刷在鞋面上的三维有色且成形对象，其中该成形对象是图形元素；
77.图16示出了鞋类物品的另一实施方案，该鞋类物品具有被印刷在鞋面上的三维有色且成形对象，其中成形对象是图形元素；
78.图17示出了图16中所示鞋类物品的分解图，其示出了衬底、第一平面印刷颜色层、由结构油墨层制成的成形部分和第二成形印刷颜色层；
79.图18示出了制造鞋类物品的方法的实施方案；
80.图19示出了将鞋面的轮廓线和有色轮廓印刷到片材上的印刷机的实施方案；
81.图20示出了从片材切割平坦形状的鞋面的切割工具的实施方案；
82.图21示出了在鞋楦上形成鞋面的步骤的实施方案；
83.图22示出了将鞋面附接到鞋底的步骤的实施方案；和
84.图23示出了当观察多层颜色对象时颜色如何被感知的实施方案。
85.详细描述
86.为了清楚，本文中的详细描述描述了某些示例性实施方案，但本技术中的公开内容可以应用于用于制造包括本文中描述的和在权利要求中叙述的特征的任何适合的组合的物品的任何方法。特别地，尽管下面的详细描述描述了某些示例性实施方案，但是应当理解，其他实施方案可以用于制造其他鞋类物品或服装物品。
87.如本文中所使用的，术语“印刷设备”、“印刷机”、“绘图仪”、“3d印刷机”或“三维印刷系统”或“3d印刷系统”可以指包括例如标志和图形印刷机的、可以将多个层印刷到织物、鞋类物品、服装物品或其他物品上的任何类型的系统。印刷机可以使用任何适当类型的uv
固化油墨，包括丙烯酸树脂油墨、聚氨酯油墨、tpu油墨或硅树脂油墨或任何其他合适的油墨。
88.在详细地研究以下的附图和详述时，对于本领域的普通技术人员来说，本实施方案的其他的系统、方法、特征和优点将会是明显的或者将变得明显。意图是，所有这样的附加系统、方法、特征和优点被包括在本描述内，并且本概述在本实施方案的范围内。
89.尽管本文中的附图和文本描述仅描述了在它们可以用在某些鞋类物品或某些服装物品上时的实施方案，但是本文中的描述也可以应用于其他鞋类物品和/或其他服装物品，包括例如，诸如跑步鞋、训练鞋、慢跑鞋、徒步旅行鞋、步行鞋、排球鞋、手球鞋、网球鞋、长曲棍球鞋、篮球鞋的鞋类物品及其他类似的鞋类物品，或者诸如短裤、衬衫、运动衫、夹克、裤子、手套、腕带、头带、臂带、有边帽或无边帽的服装物品，以及可应用于诸如背包或帐篷的其他物品。
90.图1是三维印刷系统100(也简称为印刷系统100)的实施方案的示意图。印刷系统的一些实施方案可以包括在印刷系统的不同设备之间分配一个或更多个功能的设置(provision)。如所示，印刷系统100可以包括印刷设备102、计算系统103和网络109。在其他实施方案中，印刷系统可以是单个设备或部件(未示出)。这样的印刷系统还被描述在以下专利申请文件中：在2016年5月31日提交的共同拥有的第62/343,757号美国临时专利申请和在2017年5月31日提交的相关的第___________号美国非临时专利申请，这两份申请的标题都是“gradient printing athree-dimensional structural component”，以及在2016年5月31日提交的共同拥有的第62/343,686号美国临时专利申请和在2017年5月31日提交的相关的第___________号美国非临时专利申请，以上专利申请全都通过引用以其整体被并入。
91.印刷设备的一些实施方案可以包括允许彩印(color printing)的设置。在一些实施方案中，印刷系统可以使用cmyk印刷。在其他实施方案中，可以使用另外的合适的印刷方法进行彩印。
92.在使用cmyk印刷进行彩印的实施方案中，可以使用任何合适的设备、协议、标准和方法来促使彩印。如本文中使用的，“cmyk”可以指彩印中使用的四种颜料：“c”用于青色颜料，“m”用于品红色颜料，“y”用于黄色颜料，并且“k”用于key颜料。在一些情况下，key颜料可以是黑色颜料。在2015年1月1日公布的题为“additive color printing”的miller的美国专利公开第2015-0002567号中公开了使用cmyk印刷的印刷设备的示例，该申请通过引用并入本文，并在下文中称为“彩印”申请。在一些实施方案中，印刷系统100可以包括在彩印申请中公开的系统、部件、设备和方法的一个或更多个特征，以促使彩印。例如，印刷设备可以构造成通过将包括一种或更多种颜料的印刷材料的微滴分配到基底上来印刷图像。如本文所使用的，微滴可以指任何合适体积的印刷材料。例如，微滴可以是1毫升的印刷材料。在其他实施方案中，印刷系统可以使用其他系统、部件、设备和方法。
93.在印刷系统包括在印刷系统的不同设备之间分配一个或更多个功能的设置的实施方案中，可以使用任何合适的划分。在一些实施方案中，印刷系统100可以包括控制和/或接收来自印刷设备102的信息的设置。这些设置可以包括计算系统103和网络109。通常，术语“计算系统”是指单个计算机的计算资源、单个计算机的计算资源的一部分和/或彼此通信的两个或更多个计算机。这些资源中的任一个可以由一个或更多个人类用户操作。在一
些实施方案中，计算系统103可以包括一个或更多个服务器。在一些实施方案中，印刷服务器可主要负责控制印刷设备102和/或与印刷设备102通信，而单独的计算机(例如，台式机、笔记本电脑或平板)可促使与用户的交互。计算系统103还可以包括一个或更多个存储设备，包括但不限于磁、光、磁光存储设备和/或包括易失性存储器和非易失性存储器的存储器。
94.在一些实施方案中，可以使用任何合适的硬件或硬件系统来促使控制和/或接收来自印刷设备102的信息的设置。在其中使用计算系统的一些实施方案中，计算系统103可以包括中央处理设备、观察界面(例如，监视器或屏幕)、输入设备(例如，键盘和鼠标)以及用于产生关于印刷三维结构部件的一组预定厚度的软件。如本文所使用的，一组预定厚度可以包括任何合适的信息，以促使形成具有由该一组预定厚度表示的形状的三维结构部件。由一组预定厚度表示的形状的示例可以包括圆柱形、圆锥形、立方体、球形等。在一些情况下，该一组预定厚度可以针对特定客户进行个性化定制。在其他实施方案中，可以使用其他形式的硬件系统。
95.通常，任何合适的信息可以被用来促使为用于设计关于三维结构部件的一组预定厚度的软件提供设置。在至少一些实施方案中，用于设计印刷结构的一组预定厚度的软件不仅可以包括关于结构的几何形状的信息，而且可以包括与印刷部件的多个部分所需的材料相关的信息。在其他实施方案中，可以使用不同的信息。
96.通常，任何合适的设计结构可以用于将设计转换成可以由印刷设备102(或与印刷设备102通信的相关印刷服务器)解译的信息。在一些实施方案中，印刷系统100可以如下操作以提供使用三维印刷或增材工艺形成的一个或更多个部件。计算系统103可以用于设计结构。这可以使用某些类型的cad软件或其他类型的软件来实现。然后，该设计可以被转换成可以由印刷设备102(或与印刷设备102通信的相关印刷服务器)解译的信息。在一些实施方案中，设计可以被转换成三维可印刷文件，诸如立体平版印刷文件(stl文件)；在其他情况下，设计可以被转换成不同的设计部件。
97.在印刷系统包括在印刷系统100的不同设备之间分配一个或更多个功能的设置的实施方案中，可以使用任何合适的协议、格式和方法来促使印刷系统100的设备之间的通信。在一些实施方案中，使用网络109来进行这些通信。在其他情况下，这些通信可以直接在印刷系统100的设备之间进行。
98.在一些实施方案中，网络可以使用促使计算系统103和印刷设备102之间的信息交换的任何有线或无线的设置。在一些实施方案中，网络109还可以包括多种部件，诸如网络接口控制器、中继器、集线器、网桥、交换机、路由器、调制解调器和防火墙。在一些实施方案中，网络109可以是促使印刷系统100的两个或更多个系统、设备和/或部件之间的无线通信的无线网络。无线网络的示例包括但不限于：无线个域网络(包括，例如蓝牙)、无线局域网络(包括利用ieee 802.11 wlan标准的网络)、无线网状网络、移动设备网络以及其他种类的无线网络。在其他情况下，网络109可以是有线网络，包括其信号通过双绞线(twister pair wires)、同轴电缆和光纤而得到促进的网络。在另外的其他情况下，可以使用有线网络和无线网络和/或连接的组合。
99.印刷系统的一些实施方案可以包括允许印刷结构直接印刷到一个或更多个物品上的设置。术语“物品”旨在包括鞋类物品(例如鞋)和服装物品(例如衬衫、裤子等)两者。如
在整个本公开中所使用的，术语“鞋类物品”和“鞋类”包括任何鞋类和与鞋类相关的任何材料，包括鞋面，并且还可以适用于各种运动鞋类型，包括棒球鞋、篮球鞋、交叉训练鞋、自行车鞋、橄榄球鞋、网球鞋、英式足球鞋和登山靴。如本文中所使用的，术语“鞋类物品”和“鞋类”还包括通常被认为是非运动的、正式或装饰性的鞋类类型，包括礼服鞋、休闲鞋、凉鞋、拖鞋、船鞋和工作靴。
100.在一些实施方案中，可以使用任何合适的材料来形成物品，以有利于物品在印刷系统100中的使用。在一些实施方案中，印刷设备102能够印刷到多种材料的表面上，该多种材料是诸如纺织品、天然织物、合成织物、针织物、编织材料、非编织材料、网状物、皮革、合成皮革、聚合物、橡胶和泡沫或它们的任何组合，而不需要置于基底和印刷材料的底部之间的释放层，并且不需要在其上印刷的完全或接近完全平坦的基底表面。
101.参考图1，其示出了包括一组物品110的实施方案，在其他实施方案中，可以使用不同的物品。如所示，一组物品110包括鞋类物品、护腿、服装物品和像头盔一样的运动装备。在其他实施方案中，一组物品110可以是不同的。通常，物品的任何合适的表面可被用作基底或衬底以接收被印刷的三维对象。
102.尽管在鞋类物品的背景下描述了所公开的实施方案，但是多种实施方案还可以同样地适用于包括三维印刷的任何衣服、服装或装备的物品。例如，多个实施方案可以适用于有边帽、无边帽、衬衫、运动衫、夹克、袜子、短裤、裤子、内衣、运动支撑服装、手套、腕带/臂带、袖子、头带、任何针织材料、任何编织材料、任何非编织材料、运动装备等。因此，如本文中所使用的，术语“服装物品”可以指任何服装或衣服，包括任何鞋类物品以及有边帽、无边帽、衬衫、运动衫、夹克、袜子、短裤、裤子、内衣、运动支撑服装、手套、腕带/臂带、袖子、头带、任何针织材料、任何编织材料、任何非编织材料以及诸如此类的。
103.印刷系统的一些实施方案可以包括允许直接印刷到物品上而不管物品的尺寸和形状的设置，诸如图1中所示的实施方案。在其他情况下，三维结构部件首先被印刷到释放层(release layer)上，并且然后被转移到物品上。在其他实施方案中，诸如图19中所示的实施方案，三维结构部件被印刷到物品的部件上，并且然后被组装到物品中。
104.印刷设备102可以是本领域中已知的任何类型的印刷设备。在一些实施方案中，印刷设备102是喷墨印刷机。在一些实施方案中，印刷设备102可以包括直接印刷到三维物品上的设置，诸如图1中所示，其中印刷头104被定位在印刷平台106附近，印刷平台106可以在印刷过程的持续时间内支撑并适当地定位物品。印刷头104与油墨源108流体连通。油墨源108可以包含以上讨论的任何或所有不同类型的油墨。油墨源108可以包含任何数量的不同颜色的油墨和透明结构油墨。印刷头104不仅能够分配从油墨源108所接收的指定体积的油墨，还可以包括用于固化油墨的设置。这种设置可以包括uv灯、热源或烘干机。
105.在一些实施方案中，诸如图2中所示的实施方案，印刷设备102可以被引导将有色三维对象印刷到物品的表面上以形成成形表面。在一些实施方案中，诸如在图2中所示的实施方案中，这些成形表面可能主要是功能性的。在其他实施方案中，诸如图15和图16中所示的以及下面进一步讨论的实施方案中，这些成形表面可以主要是美观的。
106.在一些实施方案中，通过将颜色层直接印刷到物品的表面上，然后通过印刷透明结构油墨来构建三维形状和轮廓，并且然后在透明结构油墨层的顶部上印刷第二颜色层来形成有色三维对象。将结构油墨层夹在颜色油墨层之间可以改善三维颜色印刷对象的外
观。透明结构层允许邻近基底的颜色层被清晰地看到，而被印刷在透明结构层的顶部的颜色层可以与底部颜色层一起起作用，以提供独特的三维视觉效果。使用透明油墨来构建结构和轮廓可能比在整个结构中使用颜色油墨更具成本效益。
107.在图2中所示的实施方案中，鞋类物品120包括印刷功能元件、第一功能元件126和第二功能元件128。第一功能元件126是被定位在鞋类物品120的鞋前部区中的控球部分，以用于在需要精确控制踢球的运动(如足球)时使用。第二功能元件128包括被定位在鞋类物品120的鞋跟部区中的加强件，诸如用于鞋跟杯的额外支撑件或作为耐磨表面。第一功能元件126和第二功能元件128两者是三维多层有色对象，该三维多层有色对象包括通过将结构油墨印刷到鞋类物品120上而获得的成形表面。第一功能元件126和第二功能元件128两者可以以相同的方式形成，然而，为了简单起见，下面仅进一步讨论第一功能元件126。
108.图3示出了第一功能元件126的横截面的实施方案。在该实施方案中，第一功能元件126由多个厚度均匀的印刷层形成。在该实施方案中，第一功能元件126中的多个印刷层包括第一层132、第二层134、第三层136和第四层138，其中每一层具有被禁止的厚度，使得层厚度的累积构建第一功能元件126的期望厚度或目标厚度。层被印刷使得功能元件126的部分可以具有不同的高度并形成成形表面130。在该实施方案中，成形表面130由彼此相邻定位以形成具有成形表面130的三维对象的第一矮凸起部分123、第一高凸起部分125、第二矮凸起部分127和第二高凸起部分129形成。因此，在该实施方案中，成形表面130具有波状形状。因为数字印刷技术允许精确控制油墨的分配，所以第一功能元件126可以具有由不同厚度的不同区形成的任何形状和任何成形表面。
109.第一功能元件126也是有色元件。为了实现三维对象的期望颜色和形状，第一功能元件126包括颜色油墨层和结构油墨层。在一些实施方案中，结构油墨层可以是有色的，而在其他实施方案中，结构油墨层可以缺乏特定的颜色，并且是透明的、半透明的或无色的(clear)。在一些实施方案中，可以为颜色油墨层和结构油墨层提供不同类型的油墨，而在其他实施方案中，颜色油墨层和结构油墨层是由相同类型的油墨形成的。在一些实施方案中，基于相同的颜色信息，所有颜色层都可以具有相同的颜色或颜色样式。在其他实施方案中，使用不同的、独特的或层专用的颜色信息，单独的颜色层可以各自具有不同的颜色或颜色样式。在一些实施方案中，单独的颜色层的部分可以具有与其他颜色层的部分相同的颜色或颜色样式，而颜色层的其他部分或区可以具有不同的颜色或颜色样式。
110.在一些实施方案中，诸如在图3中所示的实施方案中，第一颜色油墨层被印刷为邻近并邻接衬底或基底(诸如鞋面122)的层，然后结构油墨层被印刷在第一颜色油墨层的顶部上以构建三维对象和成形表面，并且然后第二颜色油墨层被印刷在结构油墨层的顶部上。颜色油墨可以是与结构油墨相同类型的油墨，使得颜色油墨像素和层具有与透明结构像素和层类似的体积和结构。在图3中所示的实施方案中，第一层132是颜色油墨层，并且被定位成邻近并邻接鞋面122。第二层134是结构层，并且被印刷成邻近并邻接第一层132。第三层136包括被印刷在邻近并邻接第二层134的选定像素位置中的颜色像素和结构像素的交替的区。第四层138是颜色层，并且被印刷成邻近并邻接第二层134的部分和第三层136的部分。第四层138是不连续的，因为颜色像素仅被印刷在透明像素的顶部上以建立具有不同高度的区来形成成形表面。在该实施方案中，第三层136和第四层138的已印刷的颜色像素形成第一功能元件126的顶部表面或最外表面。
111.本领域普通技术人员将认识到，功能元件126的层的数量和由结构层建立的样式可以取决于关于第一功能元件126的目标厚度、成形表面130的预期形状、所使用的油墨类型和印刷设备102的能力而显著变化。例如，为了简单起见，在图3所示的实施方案中仅提供四个层。在其他实施方案中，取决于以上讨论的因素，层数可以更少或更多。为了构建像第一功能元件126一样的功能元件，所印刷的层的数量可以大于四个，并且所印刷的样式可以比所示出的样式更复杂。
112.具有成形表面130的第一功能元件126可以使用诸如如在图4中所示的印刷轮廓140的印刷方法来形成。在方法140的第一步骤142中，诸如通过印刷设备102从计算系统103接收轮廓信息，轮廓信息被输入到印刷设备102中。可以为第一功能元件126的整体或者逐层地提供轮廓信息。轮廓信息可以由计算系统103诸如通过以下方式来开发：分析由使用者提供的图像或其他信息并确定印刷设备102可以如何逐像素地或以其他印刷位置为基础而被编程、如何构建轮廓。轮廓信息可以包括关于像第一功能元件126一样的三维对象的目标厚度。例如，轮廓信息可以包括关于三维对象的一部分或区的目标厚度。区可以是三维对象的整个具有相同或相似厚度的一部分。例如，第一功能元件126具有四个区：对应于第一矮凸起部分123的第一区、对应于第一高凸起部分125的第二区、对应于第二矮凸起部分127的第三区以及对应于第二高凸起部分129的第四区。这些区被定位为彼此相邻，使得这些区被布置成共同形成成形表面130，成形表面130是第一功能元件126的上表面。
113.轮廓信息可以包括关于三维对象和/或三维对象中的每个层的预定结构厚度。在一些实施方案中，计算系统103可以基于三维形状和关于层的预定厚度来计算层的数量。计算系统103可以基于印刷设备102的能力和/或要使用的油墨类型来计算任何单独层的厚度。
114.在第二步骤143中，颜色信息被输入到印刷设备102，诸如通过印刷设备102从计算系统103接收颜色信息。可以为第一功能元件126整体地或逐层地提供颜色信息。颜色信息可以由计算系统103诸如通过以下方式来开发：分析由使用者提供的图像或其他信息并确定印刷设备102可以如何逐像素地或以其他印刷位置为基础而被编程。颜色信息可以包括关于三维对象中每个颜色层的颜色信息。诸如当使用cmyk协议时，颜色信息可以包括基色的特定混合。颜色信息还可以包括颜色强度信息，其可以被编程为结构油墨矩阵(structural ink matrix)内的颜色粒子的浓度。由于数字印刷系统的能力，可以逐像素地提供这种颜色信息。
115.如对于本领域技术人员来说将明显的是，第一步骤142和第二步骤143的顺序可以互换或者可以同时发生。
116.第三步骤144包括将第一颜色层印刷到衬底或基底(诸如鞋面122)上。第三步骤144可包括将基底材料引入至印刷设备102。第三步骤144还可以包括使用为第一颜色层提供的颜色信息来将第一颜色层印刷到基底(诸如鞋面122)上。
117.第四步骤145包括将一组透明结构层印刷到第一颜色层上，以构建具有成形表面的三维形状。该印刷设备可以是使用从计算系统103所接收的轮廓信息以逐像素的模式印刷结构层的数字印刷机。
118.第五步骤146包括将第二颜色层印刷到该一组透明结构层上。第五步骤146还可以包括使用为第二颜色层提供的颜色信息来将第二颜色层印刷到该一组透明结构层上。
119.在图5至图8中示出了实现方法140的实施方案。在该实施方案中，构建了具有图3中所示的横截面图的结构。在该实施方案中，每个印刷层或层的一部分具有相同的厚度。通过仅在选定位置中进行印刷来构建轮廓。每个像素或指定的印刷位置可以通过所接收的轮廓信息而被指定为具有油墨或没有油墨；在每个像素或其他类型的指定位置中，印刷头104可以被指定为分配油墨/进行印刷或关闭/不进行印刷。
120.图5描绘了实施第三步骤144的实施方案，其中第一颜色层被印刷到基底上。印刷设备的一些实施方案可以包括允许印刷头在基底上移动以促使将特征(诸如图像、图形、设计和文本)印刷到基底上的设置。在一些实施方案中，印刷设备可以沿着基底移动印刷头。在其他实施方案中，印刷设备可以相对于印刷头移动基底。
121.在印刷设备移动印刷头的实施方案中，印刷设备可以在平行于任意合适数量的轴线的方向上移动印刷头。在一些实施方案中，印刷设备可以沿着印刷表面移动印刷头。参照图5，印刷设备102可以沿着鞋面122移动印刷头104，以促使在鞋面122上进行印刷。在图6中所示的实施方案中，印刷设备102可以在大体上平行于鞋面122的表面的方向上沿着输送杆(a carriage bar)107平移印刷头104。印刷头104可以使用本领域已知的任何方法沿着输送杆107平移，诸如使用伺服马达或其他驱动机构。在其他实施方案中，印刷设备102可以相对于基底以不同的方式移动印刷头104。在一些实施方案中，印刷设备102可以相对于静止印刷头移动物品。例如，印刷平台106(被示出在图1中)可以相对于印刷头104移动，诸如在图1中所示的方向中的任何方向上：竖直方向50、水平方向54和第三正交方向52。
122.在图5中所示的实施方案中，基底(鞋面122)已被分成八个像素印刷位置：第一像素位置161、第二像素位置162、第三像素位置163、第四像素位置164、第五像素位置165、第六像素位置166、第七像素位置167和第八像素位置168。这些像素印刷位置被布置成形成行。印刷头104沿着输送杆107从第一像素位置161移动到第八像素位置168。印刷头104可以根据在第一步骤142和第二步骤143(其未被描绘)中由计算系统103提供的轮廓信息和颜色信息，将颜色油墨分配为颜色墨滴的指定体积150。在该实施方案中，印刷头104印刷连续的颜色油墨线以形成第一层132。用颜色油墨印刷每一个像素印刷位置：第一像素位置161、第二像素位置162、第三像素位置163、第四像素位置164、第五像素位置165、第六像素位置166、第七像素位置167和第八像素位置168，并且第一层132在每个像素印刷位置处具有均匀的厚度。在一些实施方案中，第一层132可以具有与鞋面122相同的表面轮廓。在其他实施方案中，第一层132可以具有与鞋面122不同的表面轮廓。
123.印刷头104可以分配和固化所有的颜色油墨以在单个趟次(即，印刷头104沿着输送杆107的移动)中形成第一层132，或者印刷头104可以分配和固化颜色油墨以在多个趟次中形成第一层132。
124.图6描绘了实施第四步骤145的实施方案，其中透明结构层被印刷到第一颜色层上。在图6中所示的实施方案中，基底(鞋面122)已经再次被划分为八个像素印刷位置：第九像素位置171、第十像素位置172、第十一像素位置173、第十二像素位置174、第十三像素位置175、第十四像素位置176、第十五像素位置177和第十六像素位置178。这些像素位置在第一方向上与第一层132的像素印刷位置对准：第一像素位置161对应于第九像素位置171；第二像素位置162对应于第十像素位置172；第三像素位置163对应于第十一像素位置173；第四像素位置164对应于第十二像素位置174；第五像素位置165对应于第十三像素位置175；
第六像素位置166对应于第十四像素位置176；第七像素位置167对应于第十五像素位置177；以及第八像素位置168对应于第十六像素位置178。然而，第九像素位置171、第十像素位置172、第十一像素位置173、第十二像素位置174、第十三像素位置175、第十四像素位置176、第十五像素位置177和第十六像素位置178分别堆叠在第一像素位置161、第二像素位置162、第三像素位置163、第四像素位置164、第五像素位置165、第六像素位置166、第七像素位置167和第八像素位置168的顶部上。因此，第九像素位置171、第十像素位置172、第十一像素位置173、第十二像素位置174、第十三像素位置175、第十四像素位置176、第十五像素位置177和第十六像素位置178是独特的位置，并且因此可以对应于用于数字印刷的独特的轮廓印刷信息。
125.在图6中所示的实施方案中，印刷头104沿着输送杆107平移以印刷连续的透明结构油墨线152来形成第二层134。用透明结构油墨印刷每一个像素印刷位置：第九像素位置171、第十像素位置172、第十一像素位置173、第十二像素位置174、第十三像素位置175、第十四像素位置176、第十五像素位置177和第十六像素位置178，并且第二层134在每个像素印刷位置处具有均匀的厚度。在该实施方案中，第二层134的表面轮廓可以与第一层132的表面轮廓相同。印刷头104可以分配和固化所有结构油墨以在单个趟次(即，印刷头104沿着输送杆107的移动)中形成第二层134，或者印刷头104可以分配和固化透明结构油墨以在多个趟次中形成第二层134。
126.图7描绘了继续实施第四步骤145的实施方案，其中透明结构层被印刷以形成样式来构建具有成形表面的三维对象。在图7中所示的实施方案中，基底(鞋面122)已经被再次划分为八个像素印刷位置：第十七像素位置181、第十八像素位置182、第十九像素位置183、第二十像素位置184、第二十一像素位置185、第二十二像素位置186、第二十三像素位置187和第二十四像素位置188。如同第二层134的像素印刷位置一样，第三层136的这些像素位置在第一方向上与第一层132的像素印刷位置对准：第一像素位置161对应于第十七像素位置181；第二像素位置162对应于第十八像素位置182；第三像素位置163对应于第十九像素位置183；第四像素位置164对应于第二十像素位置184；第五像素位置165对应于第二十一像素位置185；第六像素位置166对应于第二十二像素位置186；第七像素位置167对应于第二十三像素位置187；以及第八像素位置168对应于第二十四像素位置188。然而，第十七像素位置181、第十八像素位置182、第十九像素位置183、第二十像素位置184、第二十一像素位置185、第二十二像素位置186、第二十三像素位置187和第二十四像素位置188是分别堆叠在第一像素位置161、第二像素位置162、第三像素位置163、第四像素位置164、第五像素位置165、第六像素位置166、第七像素位置167和第八像素168的顶部上的以及分别堆叠在第九像素位置171、第十像素位置172、第十一像素位置173、第十二像素位置174、第十三像素位置175、第十四像素位置176、第十五像素位置177和第十六像素位置178的顶部上的像素。因此，第十七像素位置181、第十八像素位置182、第十九像素位置183、第二十像素位置184、第二十一像素位置185、第二十二像素位置186、第二十三像素位置187和第二十四像素位置188是独特的位置，并且因此可以对应于从计算系统103接收的用于数字印刷的独特的轮廓印刷信息。
127.在该实施方案中，印刷头104印刷连续的油墨线以形成第三层136；然而，第三层136具有有色油墨和透明油墨的交替区段。用颜色油墨印刷一些像素印刷位置，诸如第十七
像素位置181、第十八像素位置182、第二十一像素位置185和第二十二像素位置186。用透明结构油墨印刷其他位置，诸如第十九像素位置183、第二十像素位置184、第二十三像素位置187和第二十四像素位置188。印刷设备102可以被编程为印刷这些交替的有色区段和透明区段，这些区段对应于第一功能元件126的不同的区。
128.在第一点204处，印刷头104可以分配有色墨滴的第一体积153以填充第十七像素位置181和第十八像素位置182。在第二点304处，印刷头104可以分配透明结构墨滴的第一体积154以填充第十九像素位置183和第二十像素位置184。在第三点404处，印刷头104可以分配有色墨滴的第二体积155以填充第二十一像素位置185和第二十二像素位置186。在最后一点处，印刷头104可以分配透明结构墨滴的第二体积156以填充第二十三像素位置187和第二十四像素位置188。
129.在该实施方案中，第三层136在每个像素印刷位置处具有均匀的厚度。印刷头104可以分配和固化所有的油墨以在单个趟次(即，印刷头104沿输送杆107在单个方向上的移动)中形成第三层136，或者印刷头104可以分配和固化透明结构油墨以在印刷头104的多个趟次中形成第三层136。
130.图8描绘了实施第五步骤146的实施方案，其中第二层有色油墨被印刷到结构层和成形层上。在图8中所示的实施方案中，基底(鞋面122)已经被再次划分为八个像素印刷位置：第二十五像素位置191、第二十六像素位置192、第二十七像素位置193、第二十八像素位置194、第二十九像素位置195、第三十像素位置196、第三十一像素位置197和第三十二像素位置198。如同第二层134和第三层136的像素印刷位置一样，这些第四层像素印刷位置与第一层132、第二层134和第三层136的像素印刷位置对准。然而，第二十五像素位置191、第二十六像素位置192、第二十七像素位置193、第二十八像素位置194、第二十九像素位置195、第三十像素位置196、第三十一像素位置197和第三十二像素位置198分别被堆叠在第一像素位置161、第二像素位置162、第三像素位置163、第四像素位置164、第五像素位置165、第六像素位置166、第七像素位置167和第八像素位置168的顶部上以及分别被堆叠在第九像素位置171、第十像素位置172、第十一像素位置173、第十二像素位置174、第十三像素位置175、第十四像素位置176、第十五像素位置177和第十六像素位置178的顶部上，并且也分别被堆叠在第十七像素位置181、第十八像素位置182、第十九像素位置183、第二十像素位置184、第二十一像素位置185、第二十二像素位置186、第二十三像素位置187和第二十四像素位置188的顶部上。因此，第二十五像素位置191、第二十六像素位置192、第二十七像素位置193、第二十八像素位置194、第二十九像素位置195、第三十像素位置196、第三十一像素位置197和第三十二像素位置198是独特的位置，且因此可以对应于从计算系统103接收的独特的轮廓印刷信息和颜色印刷信息。
131.在该实施方案中，印刷头104印刷不连续的油墨线以形成第四层138。诸如第二十五像素位置191、第二十六像素位置192、第二十九像素位置195和第三十像素位置196的一些像素印刷位置没有被印刷。在这些位置中，印刷头104被关闭并且不分配油墨。用颜色油墨印刷其他位置，诸如第二十七像素位置193、第二十八像素位置194、第三十一像素位置197和第三十二像素位置198。印刷设备102可以被编程为印刷这些交替的区段。在第一点204处，印刷头104可以被置于第一关闭状态160，并且被引导为不分配油墨以保持第二十五像素位置191和第二十六像素位置192是空的。在第二点304处，印刷头104可以分配有色墨
滴的第三体积157以填充第二十七像素位置193和第二十八像素位置194。在第三点404处，印刷头104可以被置于第二关闭状态169，并被引导为不分配油墨以保持第二十九像素位置195和第三十像素位置196是空的。在最后一点处，印刷头104可以分配有色墨滴的第四体积158以填充第三十一像素位置197和第三十二像素位置198。
132.在该实施方案中，第四层138的印刷像素位置在每个像素印刷位置处具有均匀的厚度。空像素位置产生由第三层136的颜色油墨印刷部分和第四层138的颜色油墨印刷部分形成的上表面。上表面的轮廓是目标轮廓。印刷头104可以分配和固化所有的油墨以在单个趟次(即，印刷头104沿输送杆107在单个方向上的移动)中形成第四层138，或者印刷头104可以分配和固化油墨以在印刷头104的多个趟次中形成第四层138。
133.在图3所示的并使用图5至图8中所示的方法进行印刷的实施方案中，所有的层和像素都具有相同的厚度。通过改变相邻的区中的相邻像素列的高度来形成成形表面130。如上所讨论的，当一些潜在印刷的像素位置没有被印刷使得这些像素保持空的或没有油墨而形成矮列，而在一些相邻的列或与矮列分开的列中所有潜在的像素印刷位置都用油墨进行印刷以形成高列时，就会出现这种高度变化。因此，在图3中所示的实施方案中，一些列具有三个印刷像素，而其他列具有四个印刷像素，且每个像素具有近似相同的尺寸。矮列和高列的样式形成成形表面130。成形表面130具有与鞋面122的表面不同的轮廓，因此第一功能元件126是凸起的三维对象，其可以与鞋面122的其余部分区分开来。
134.然而，在其他实施方案中，可以使用稍微不同的印刷方法来实现该相同的轮廓。在图9中示出了使用交替印刷方法获得的横截面。如图9中所示，成形表面130也由矮列(诸如矮列230)和高列(诸如高列240)的样式形成。然而，图9所示的各列和每一列包括四个印刷像素。一些印刷像素具有全厚度，而其他印刷的像素的高度是全厚度像素的高度的一半或具有全厚度像素的高度的50％。例如，矮列230包括两个50％高度的像素和两个全厚度像素。高列240包括四个全厚度的印刷像素。净效果与图3中所示的实施方案相同：高列比矮列高25％。数字印刷的能力允许系统精确控制在像素中的离散的油墨体积的分配。这些油墨的体积对应于印刷像素的厚度。当印刷图9中所示的实施方案时，印刷头104的印刷从不中断，这会导致更少的印刷时间。
135.在图10至图13中示出了实现图9中所示的横截面的印刷方法。这些附图也遵循图4中所示的一般方法。
136.在图10中所示的实施方案中，基底(鞋面122)已经被分成八个像素印刷位置：第一像素位置261、第二像素位置262、第三像素位置263、第四像素位置264、第五像素位置265、第六像素位置266、第七像素位置267和第八像素位置268。这些像素印刷位置彼此相邻布置以形成行。印刷头104沿着输送杆107从第一像素位置261移动到第八像素位置268。印刷头104可以根据在第一步骤142和第二步骤143(其未被描绘)中由计算系统103提供的轮廓信息和颜色信息来分配颜色油墨作为指定的第一颜色油墨体积250。在该实施方案中，印刷头104印刷连续的颜色油墨线以形成第一颜色层232。在该实施方案中，颜色油墨也可以是结构油墨，使得第一颜色层232也是结构层。用相同体积的颜色油墨印刷每一个像素印刷位置：第一像素位置261、第二像素位置262、第三像素位置263、第四像素位置264、第五像素位置265、第六像素位置266、第七像素位置267和第八像素位置268。第一颜色层232在每个像素印刷位置处具有均匀的厚度。印刷头104可以分配和固化所有的颜色油墨以在单个趟次
(即印刷头104沿着输送杆107的移动)中形成第一颜色层232，或者印刷头104可以分配和固化颜色油墨以在多个趟次中形成第一颜色层232。
137.图11描绘了实现第四步骤145的实施方案，其中透明结构层被印刷到第一颜色层上。在图11中所示的实施方案中，基底(鞋面122)已经被再次划分为八个像素印刷位置：第九像素位置271、第十像素位置272、第十一像素位置273、第十二像素位置274、第十三像素位置275、第十四像素位置276、第十五像素位置277和第十六像素位置278。这些像素位置在第一方向上与第一颜色层232的像素印刷位置对准：第一像素位置261对应于第九像素位置271；第二像素位置262对应于第十像素位置272；第三像素位置263对应于第十一像素位置273；第四像素位置264对应于第十二像素位置274；第五像素位置265对应于第十三像素位置275；第六像素位置266对应于第十四像素位置276；第七像素位置267对应于第十五像素位置277；以及第八像素位置268对应于第十六像素位置278。然而，第九像素位置271、第十像素位置272、第十一像素位置273、第十二像素位置274、第十三像素位置275、第十四像素位置276、第十五像素位置277和第十六像素位置278分别被堆叠在第一像素位置261、第二像素位置262、第三像素位置263、第四像素位置264、第五像素位置265、第六像素位置266、第七像素位置267和第八像素位置268的顶部上。因此，第九像素位置271、第十像素位置272、第十一像素位置273、第十二像素位置274、第十三像素位置275、第十四像素位置276、第十五像素位置277和第十六像素位置278是独特的位置，并且因此可以对应于独特的轮廓印刷信息。
138.在图11中所示的实施方案中，印刷头104沿着输送杆107平移，以印刷连续的透明结构油墨线，从而形成第一透明层234。用透明结构油墨印刷每一个像素印刷位置：第九像素位置271、第十像素位置272、第十一像素位置273、第十二像素位置274、第十三像素位置275、第十四像素位置276、第十五像素位置277和第十六像素位置278。然而，第一透明层234在选定位置中具有不同的像素厚度。例如，第九像素位置271、第十像素位置272、第十三像素位置275和第十四像素位置276具有是全厚度像素的第十一像素位置273、第十二像素位置274、第十五像素位置277和第十六像素位置278的厚度的50％。
139.在一些实施方案中，像素厚度的变化可通过将印刷头104编程为在印刷头104以恒定速度在输送杆107上行进时在不同像素位置中分配不同体积的油墨来实现。例如，为了实现与其他像素相比，所选像素的厚度减少50％，可以在所选印刷位置处分配减少50％的油墨体积。在图11中所示的实施方案中，在第一印刷点504处，印刷头104将透明油墨的第一体积255分配到第九像素位置271和第十像素位置272上。透明油墨的第一体积255足以在具有矮高度270的第九像素位置271中产生矮像素。在第二印刷点604处，印刷头104将透明油墨的第二体积256分配到第十一像素位置273和第十二像素位置274上。透明油墨的第二体积256足以在具有全厚度280的第十一像素位置273中产生全厚度像素。透明油墨的第一体积255是透明油墨的第二体积256的一半，而矮高度270是全厚度280的一半。在其他实施方案中，不同体积的油墨可以产生不同的厚度。
140.在第三印刷点704处，印刷头104将透明油墨的第三体积257分配到第十三像素位置275和第十四像素位置276上。透明油墨的第三体积257足以在具有矮高度270的第九像素位置271中产生矮像素。在第二印刷点604处，印刷头104将透明油墨的第二体积256分配到第十一像素位置273和第十二像素位置274上。透明油墨的第二体积256足以在具有全厚度
280的第十一像素位置273中产生全厚度像素。
141.在未示出的其他实施方案中，当印刷头104以恒定流速分配油墨时，可以通过改变输送杆107上的印刷头104的速度来产生所选像素的高度变化。在选定的位置中，印刷头104可以在输送杆107上更快地移动，以将较少的油墨分配到用于较薄像素的那些选定位置上。在其他指定的位置中，印刷头104可以移动得更慢，使得更多的油墨被分配到针对较厚像素的那些位置中。
142.印刷头104可以分配和固化所有的结构油墨，以在单个趟次(即印刷头104沿着输送杆107的移动)中形成第一透明层234，或者印刷头104可以分配和固化透明结构油墨，以在多个趟次中形成第二层134。
143.图12描绘了继续实施第四步骤145的实施方案，其中透明结构层被印刷以形成样式来构建具有成形表面的三维对象。在图12中所示的实施方案中，基底(鞋面122)已经被再次划分为八个像素印刷位置：第十七像素位置281、第十八像素位置282、第十九像素位置283、第二十像素位置284、第二十一像素位置285、第二十二像素位置286、第二十三像素位置287和第二十四像素位置288。如同第一透明层234的像素印刷位置一样，针对第二透明层236像素印刷位置的这些像素位置在第一方向上与第一颜色层232的像素印刷位置对准：第一像素位置261对应于第十七像素位置281；第二像素位置262对应于第十八像素位置282；第三像素位置263对应于第十九像素位置283；第四像素位置264对应于第二十像素位置284；第五像素位置265对应于第二十一像素位置285；第六像素位置266对应于第二十二像素位置286；第七像素位置267对应于第二十三像素位置287；以及第八像素位置268对应于第二十四像素位置288。然而，第十七像素位置281、第十八像素位置282、第十九像素位置283、第二十像素位置284、第二十一像素位置285、第二十二像素位置286、第二十三像素位置287和第二十四像素位置288是被堆叠在第一颜色层232和第一透明层234的像素的顶部上的像素。因此，第十七像素位置281、第十八像素位置282、第十九像素位置283、第二十像素位置284、第二十一像素位置285、第二十二像素位置286、第二十三像素位置287和第二十四像素位置288是独特的位置，且因此可以对应于从计算系统103接收的独特的轮廓印刷信息。
144.在该实施方案中，印刷头104连续印刷油墨以形成第二透明层236。在该实施方案中，第二透明层236的印刷像素的样式与第一透明层234的印刷像素的样式相同。
145.在图12中所示的实施方案中，印刷头104沿着输送杆107平移，以印刷透明结构油墨线，从而形成第二透明层236。用透明结构油墨印刷每一个像素印刷位置：第十七像素位置281、第十八像素位置282、第十九像素位置283、第二十像素位置284、第二十一像素位置285、第二十二像素位置286、第二十三像素位置287和第二十四像素位置288。然而，根据从计算系统103接收的轮廓信息的规定，第一透明层234在选定位置中具有不同的像素厚度。例如，在第十七像素位置281、第十八像素位置282、第二十一像素位置285和第二十二像素位置286中的印刷像素具有全厚度像素的厚度的50％。
146.图13描绘了实施第五步骤146的实施方案，其中第二层有色油墨被印刷到结构层和成形层上。在图13中所示的实施方案中，基底(鞋面122)已经被再次划分为八个像素印刷位置：第二十五像素位置291、第二十六像素位置292、第二十七像素位置293、第二十八像素位置294、第二十九像素位置295、第三十像素位置296、第三十一像素位置297和第三十二像
素位置298。这些第四层像素印刷位置也形成行。如同第二层134和第三层136的像素印刷位置一样，这些第四层像素印刷位置与第一层132、第二层134和第三层136的像素印刷位置对准并被堆叠在第一层132、第二层134和第三层136的像素印刷位置的顶部上。因此，第二十五像素位置291、第二十六像素位置292、第二十七像素位置293、第二十八像素位置294、第二十九像素位置295、第三十像素位置296、第三十一像素位置297和第三十二像素位置298是独特的位置，并且因此可以对应于从计算系统103接收的独特的轮廓印刷信息和颜色印刷信息。
147.在该实施方案中，印刷头104印刷油墨线以形成第二颜色层238。当每个印刷位置接收油墨时，诸如第二十五像素位置191、第二十六像素位置192、第二十九像素位置195和第三十像素位置196的一些像素印刷位置被印刷在具有厚度减小的像素的列的顶部上。诸如第二十七像素位置293、第二十八像素位置294、第三十一像素位置297和第三十二像素位置298的其他位置被印刷在仅具有全厚度像素的列的顶部上。因此，在一些区中，第二颜色层238被印刷在矮列的顶部上，而在其他区中，第二颜色层238被印刷在高列的顶部上。因此，印刷头104可以印刷连续油墨体积。在第一先前点204处，印刷头104可以分配第一颜色油墨体积251。在第二先前点304处，印刷头104可以分配第二颜色油墨体积252。在第三先前点404处，印刷头104可以分配第三颜色油墨体积253。在当前印刷点处，印刷头104可以分配第四颜色油墨体积254。第一颜色油墨体积251、第二颜色油墨体积252、第三颜色油墨体积253和第四颜色油墨体积254全部是相同的，使得即使第二颜色层238的像素被印刷在鞋面122上方的不同距离处，第二颜色层238在所有像素中具有均匀的厚度。在该实施方案中，由计算系统103提供的三维对象的目标表面轮廓与顶部颜色层的表面轮廓相同。
148.在一些实施方案中，基于相同的颜色信息，所有的颜色层可以具有相同的颜色或颜色样式。在其他实施方案中，使用不同的、独特的或层专用的颜色信息，单独的颜色层可以各自具有不同的颜色或颜色样式。在一些实施方案中，单独的颜色层的部分可以具有与其他颜色层的部分相同的颜色或颜色样式，而颜色层的其他部分或区可以具有不同的颜色或颜色样式。
149.图14示出了已经被印刷在诸如鞋面122的基底上的三维颜色对象的横截面的另一个实施方案。图14中所示的实施方案在大多数方面中类似于图3中所示的实施方案，其中元件的不同区具有不同的高度以建立具有成形表面的三维元件。第一区323是由四个印刷像素形成的矮列。第二区325邻近于第一区323，并且是由五个印刷像素形成的高列。第三区327邻近于第二区325，并且是由四个印刷像素形成的矮列。第四区329邻近于第三区327并且是由五个印刷像素形成的高列。
150.如图3中所示的实施方案中，像素被按层排列。第一印刷颜色层332被印刷在诸如鞋面122的基底上。第一印刷颜色层332是厚度均匀的连续颜色油墨层。第一印刷透明层334被印刷到第一印刷颜色层332上。第一印刷透明层334是厚度均匀的连续的透明油墨层。第一交替层336被印刷在第一印刷透明层334上。第一交替层336是连续的油墨层，其中颜色油墨被印刷在第一区323和第三区327中，以及透明油墨被印刷在第二区325和第四区329中。第二交替层338被印刷在第一交替层336上。第二交替层338是连续的油墨层，其中透明油墨被印刷在第一区323和第三区327中，以及颜色油墨被印刷在第二区325和第四区329中。第一交替层336的颜色油墨和透明油墨的交替样式与第二交替层338的颜色油墨和透明油墨
的交替样式相对。最终层339是不连续的透明油墨层。因为第一区323和第三区327已经具有顶部覆盖有透明层的颜色层，所以最终层339仅被印刷在第二区325和第四区329中。
151.以这种方式，以与形成图3中所示的三维颜色对象相同的方式形成三维颜色对象。然而，图3中所示的三维颜色对象的顶层是颜色层，而图14中所示的三维颜色对象的顶层是覆盖颜色层的透明层。在该实施方案中，由计算系统103提供的关于三维对象的目标表面轮廓与顶部透明层的表面轮廓相同。图14中所示的实施方案中的第二颜色层可以由透明层保护，或者透明层可以给三维对象的另外无光泽的外观增加光泽。
152.上面讨论的实施方案示出并讨论了作为被印刷在物品上的三维颜色对象的功能元件。图15示出了另一个实施方案，其中一个三维颜色对象主要是美观的，而另一个主要是功能性的。图15示出了第二鞋类物品420，其被示出为运动鞋，但是可以是本领域已知的任何类型的鞋类物品。第二鞋类物品420包括被附接到鞋底424的鞋面422。鞋面422包括三维颜色美学对象，图形元素426。在整个该详细描述和在权利要求中使用的术语“图形”是指任何视觉设计元素，包括但不限于：照片、徽标、文本、插图、线、形状、各种类型的图像和这些元素的任何组合。而且，术语图形并不旨在进行限制，且可结合任意数目的连续的或不连续的视觉特征。例如，在一个实施方案中，图形可以包括被应用到鞋类物品的小区的徽标。在另一个实施方案中，图形可以包括被应用到衣服物品的一个或更多个区上的大的颜色区。
153.在该实施方案中，鞋面422还包括三维功能元件，孔眼加强件428。这两种类型的三维颜色对象都可以使用上述任何方法进行印刷。此外，这两种类型的三维颜色对象都可以在不同的时间或同时进行印刷。上面讨论的印刷方法可以适用于具有成形表面的功能性的和美观的三维颜色对象的任何组合。
154.图16和图17示出了当将三维对象印刷到物品上时可以创建的三维效果类型的示例。图16示出了具有三维颜色对象526的鞋类物品520，该三维颜色对象526具有被定位在物品520的鞋面522的鞋前部区中的成形表面。鞋面522可以与鞋底524相关联。鞋面522和鞋底524可以由本领域已知的用作鞋面和/或鞋底的任何材料制成。在该实施方案中，三维颜色对象526是一张脸。
155.为了赋予该脸部三维外观和感觉，可以根据上面讨论的任何方法将三维颜色对象526印刷到鞋面522上，其中鞋面522是对象被印刷到其上的基底。图17是三维颜色对象526的分解图，示出了三维颜色对象526的多个层的布置和相互作用。
156.第一颜色层532被印刷在鞋面522上。第一颜色层532是脸部的颜色图像。在该实施方案中，第一颜色层532是具有均匀厚度的平坦层。第一颜色层532可以具有与鞋面522相同的轮廓。
157.一组透明结构层被印刷以形成三维对象的多个部分，第一结构部分534、第二结构部分535和第三结构部分536被印刷在第一颜色层532上。该一组透明结构层的尺寸和形状被设计为与脸部的基本曲率相对应。例如，第一结构部分534大致抬高脸部；第二结构部分535给出对前额、脸颊和嘴唇的界定；以及第三结构部分536为鼻子提供形状。为了模拟真实脸部的轮廓，第一结构部分534、第二结构部分535和第三结构部分536组合形成成形表面。第一结构部分534在鞋面522上方凸起到最低的第一高度。第二结构部分535在鞋面522上方凸起到第二高度。第三结构部分536在鞋面522上方凸起到最高的第三高度。
158.第二颜色层538被印刷在该一组透明结构层的顶部上，以完成脸部的图像。在一些
实施方案中，第二颜色层538可以是第一颜色层532的颜色信息的副本，以增加颜色的强度。在其他实施方案中，第二颜色层538中使用的颜色信息可以不同于第一颜色层532的颜色信息，使得两个颜色层一起起作用以产生期望的颜色效果。
159.在上面讨论的实施方案中，制造的物品被印刷。上述印刷设备102的尺寸、形状和构造被设计成接纳所制造的物品，诸如鞋、服装物品或运动装备。在其他实施方案中，诸如图18至图22中所示的实施方案，物品的部件可以在组装物品之前被印刷。鞋类物品被用作讨论该方法的示例。
160.图18示出了制造具有印刷部件的物品的方法1800的实施方案的流程图。在第一方法步骤1801中，部件被印刷。图19示出了实施用于鞋类物品的第一方法步骤1801的实施方案。对于鞋类物品，诸如皮革、针织材料和/或编织或非编织材料的鞋面材料的片材1815被印刷有三维颜色对象，诸如第一成形对象1826和第二成形对象1828。鞋面的轮廓线1817也被印刷到片材1815上。在该实施方案中，印刷设备1805可以是平面印刷机(flat printer)，因为印刷设备不需要将尺寸和形状设计成接纳所制造的物品。片材1815的使用可以简化印刷过程，因为基底(片材1815)是平坦的，并且印刷头和基底之间的距离是恒定的。可以简化用于确定在哪里印刷特定像素的任何计算。另外，可以通过将印刷头的移动限制于单个平面来简化实际印刷过程。当印刷所制造的物品时，印刷头可能需要在水平平面内移动以印刷层，但也需要在竖直平面内移动以适应物品的曲率上的变化。
161.在第二制造步骤1802中，从片材切割已印刷的鞋面样式。图20示出了使用切割工具1821从片材1815切割已印刷的鞋面1822。切割工具1821可以是有刀刃的，诸如剪刀、旋转切割工具和模切工具，或者是无刀刃的工具，诸如激光切割器和水射流、自动切割工具，或者是本领域已知的任何其他切割工具。切割工具1821遵循由轮廓线1817建立的样式，以从未形成的已印刷的鞋面1822去除废料。
162.在第三制造步骤1803中，已印刷的鞋面1822成形并形成。图21示出了第三制造步骤1803的实施方案，其中鞋楦2100被用于使已印刷的鞋面1822成形。鞋楦2100可以是本领域中已知的任何类型的鞋楦，并且可以使用本领域已知的任何方法在鞋楦2100上形成已印刷的鞋面1822
163.在第四制造步骤1804中，如图22中所示，已形成并已印刷的鞋面1822被附接到鞋底1824。已印刷的鞋面1822可以使用本领域中已知的任何方法(例如，使用粘合剂、焊接、粘合、热粘合和缝合)附接到鞋底1824。
164.除了可以由印刷具有上面讨论的成形表面的颜色对象所产生的其他三维效果之外，上面讨论的多层印刷技术也可以允许颜色混合。在一些实施方案中，在印刷设备处接收的第一颜色层信息可以包含在印刷设备处接收的关于第二颜色层的不同颜色信息，使得由成品的印刷对象的观察者所感知到的颜色不同于被印刷在任一层上的颜色。在其他实施方案中，在印刷设备处接收的第一颜色层信息可以与在印刷设备处接收的关于第二颜色层的颜色信息相同，使得由成品的印刷对象的观察者所感知到的颜色比被印刷在任一层上的颜色更强烈。使用多层印刷进行这种颜色混合在美国专利公开2015-002567中进行了描述，该专利文献先前通过引用被并入本文。图23示出了颜色混合的实施方案，其特别适用于具有夹持多个透明结构层的颜色层的多层对象，诸如上面在图3和图9中所示的对象。在一些实施方案中，期望的颜色强度作为颜色信息由像计算机系统2(图1中所示)一样的计算机系统
计算或被输入到计算机系统中。为了获得该颜色强度，系统不需要印刷具有期望颜色强度的两个颜色层，因为两个层的颜色将光学混合和反射以增强对所期望的颜色强度的聚合。
165.例如，图23示出了已经被印刷到基底2322上的多层三维颜色对象2326。基底2322可以是以上讨论的任何类型的物品。在该实施方案中，对象2326是三层对象，其具有邻近基底2322定位的第一颜色层2332、邻近第一颜色层2332定位的透明结构层2334和邻近透明结构层2334定位的第二颜色层2338。第二颜色层2338是对象2326的最顶层或最外层。这些颜色层和结构层可以使用以上讨论的任何方法进行印刷。这些颜色层和结构层可以由以上讨论的任何类型的油墨制成。
166.在该实施方案中，第二颜色层2338与第一颜色层2332的颜色相同，但是第二颜色层2338的颜色不如第一颜色层2332的颜色强烈。为了实现这种颜色强度差异，第二颜色层2338的油墨中可以提供比第一颜色层2332的油墨中的颜色粒子数量更少的颜色粒子。在图23中所示的实施方案中，第二颜色层2338具有第一颜色层2332的颜色强度的50％的颜色强度。例如，第二颜色层2338可以提供有被提供给第一颜色层2332的颜色粒子的一半的颜色粒子。
167.此外，第一颜色层2332的颜色强度可以仅是颜色信息中指定的预期对象颜色的一半。例如，如果对象2326的预期对象颜色是强度为100％的红色，那么第一颜色层2332可以具有50％的强度。如果第二颜色层2338具有的强度是第一颜色层2332的一半，那么第二颜色层2338具有的强度仅是预期颜色的25％。即使两个颜色层都不具有100％的预期颜色强度，并且印刷的强度小于100％的饱和度，观察者2350也可以感知到由于光学混合而产生的预期100％的强度。
168.当观察者2350观察对象2326时，观察者2350正在感知从对象2326反射的光。光源2360(诸如太阳或人造光源)产生朝向对象2326行进并反射到观察者2350的入射光线2362。入射光线2362穿过第二颜色层2338进入对象2326。第二颜色层2338具有25％的颜色强度。入射光线2362将第二颜色层2338的颜色强度的一部分进一步携带到对象2326中。在一些实施方案中，携带颜色强度的部分可以是第二颜色层2338的颜色强度的大约12.5％或一半。光线2362穿过透明层2334并进入第一颜色层2332中。第一颜色层2332具有50％的颜色强度。光线2362将第一颜色层的颜色强度的一部分和先前获取的第二颜色层2338的颜色强度的一部分携带到基底2322。在一些实施方案中，第一颜色层2332的颜色强度的携带部分是第一颜色层的颜色强度的大约25％或一半。光线2362从基底2322向观察者2350反射。当光线2362返回穿过第一颜色层2332和第二颜色层2338时，额外的可见颜色被添加到反射光线2362：第一颜色层2332的50％的颜色强度和第二颜色层2338的25％的颜色强度。当光线2362到达观察者2350时反射光线2362的所携带和反射的颜色强度的聚合颜色强度大于第一颜色层2332的颜色强度或第二颜色层2338的颜色强度。在一些实施方案中，聚合颜色强度是预期的100％的颜色强度。
169.这种类型的聚合的和反射的颜色混合可以节省成本，因为如果与印刷具有相同可见颜色的单层对象相比，印刷多层对象可以使用更少的颜色粒子。此外，这种类型的颜色混合可以产生令人愉快的美学效果，因为可见颜色看起来比单层颜色对象的可见颜色更深。
170.使用诸如图23中所示的颜色分层结构，其他视觉效果也是可能的。例如，当从不同角度观察时，对象2326可能会出现不同的外观。在一些实施方案中，第一颜色层2332的颜色
可以不同于第二颜色层2338。如上所述，当从正面观察时，观察者可以感知第一颜色层2332和第二颜色层2338的复合颜色。在这样的实施方案中，第一颜色层2332的颜色可以被第一颜色层2332和第二颜色层2338的复合颜色隐藏或遮蔽。然而，当从不同的角度，诸如从侧面观察时，对象2326的美学外观可能是不同的。当从侧面观察时，可以感知第一颜色层2332的厚度，并且因此可以看到第一颜色层2332的颜色，从而赋予对象2326一种不同的外观。对象2326可以使用上面公开的任何技术和方法进行印刷，其中第一颜色层2332的颜色可以从某些选定的角度观察，诸如从侧面观察，诸如通过印刷对象2326使得第一颜色层2332的厚度足以是可见的。
171.在另一个实施方案中，颜色层可以被省略。当从正面观察或从某些角度观察时，观察者可能只感知到第二颜色层2338，而第一颜色层2332的颜色被不透明的第二颜色层2338遮蔽。当从其他角度(诸如从侧面)观察时，第一颜色层2332的厚度可能变得可见。因为在一些实施方案中第一颜色层2332在整个厚度上具有均匀的颜色，所以第一颜色层2332的颜色不再被不透明的第二颜色层2338遮蔽。对象2326可以使用上面公开的任何技术和方法进行印刷，其中第一颜色层2332的颜色可以从某些选定的角度观察，诸如从侧面观察，诸如通过印刷物体2326使得第一颜色层2332的厚度足以是可见的。
172.尽管已经描述了多种实施方案，但是本描述旨在是示例性的而不是限制性的，并且对于本领域普通技术人员来说将明显的是，在实施方案的范围内的许多更多的实施方案和实现方式是可能的。任何实施方案的任何特征可以与任何其他实施方案中的任何其他特征或元件组合地使用或者取代任何其他实施方案中的任何其他特征或元件来使用，除非特别限制。因此，除了根据所附权利要求及其等同物之外，实施方案不受限制。而且，在所附的权利要求的范围内可以做出多种修改和变化。