إذا كنت أخصائي شراء أو مهندس منتج, يمكن أن تؤدي إضافة اللون إلى الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد إلى زيادة جاذبية المنتج, تحسين التعرف على العلامة التجارية, أو حتى المساعدة في تحديد جزء (مثل مكونات ترميز الألوان في الآلات). ولكن مع وجود العديد من خيارات الطباعة ثلاثية الأبعاد للألوان المتاحة, اختيار المشروع المناسب لمشروعك - سواء كان غلاف منتج المستهلك أو النموذج الأولي الصناعي - يمكن أن يكون أمرًا صعبًا. هذا الدليل يكسر طريقتان الطباعة 3D CORE CORE (مباشر وغير مباشر), أعلى التقنيات, خيارات ما بعد المعالجة, وحالات استخدام العالم الحقيقي, حتى تتمكن من جعل التكلفة فعالة, خيارات عالية الجودة.
1. طريقتان الطباعة ثلاثية الأبعاد اللونين: مباشرة مقابل. غير مباشر
قبل الغوص في تقنيات محددة, من المهم أن نفهم الطريقتين الرئيسيتين لإضافة لون إلى أجزاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد. كل طريقة لها إيجابيات, سلبيات, وحالات الاستخدام المثالية - يعتمد اختيارك على عوامل مثل دقة اللون, يكلف, وجزء وظيفة.
طباعة الألوان ثلاثية الأبعاد المباشرة: طباعة اللون على الفور
طباعة الألوان ثلاثية الأبعاد المباشرة يستخدم المواد قبل الألوان (مثل الخيوط أو المساحيق) لإنشاء أجزاء باللون أثناء عملية الطباعة. لا توجد حاجة إلى خطوات إضافية بعد الطباعة - الأجهزة جاهزة للاستخدام (أو تجميع) بمجرد أن تنتهي الطابعة.
كيف تعمل
المثال الأكثر شيوعًا هوFDM (نمذجة ترسب تنصهر) تكنولوجيا. طابعات FDM تذوب خيوط ملونة (مثل القيمة المطلقة, آسا, أو PLA) وطبطتهم لبناء أجزاء. اخترت لون الشعيرة مقدمًا -, ABS Red ABS - تستخدم الطابعة هذا اللون للجزء بأكمله (أو يمكنك تقسيم نموذج CAD إلى أقسام واستخدام خيوط ملونة مختلفة لكل قسم, ثم تجميع).
إيجابيات رئيسية للطباعة ثلاثية الأبعاد المباشرة
- عملية بسيطة: لا يوجد ما بعد المعالجة يعني تحول أسرع. طباعة علامة تجارية للسلع الاستهلاكية 500 حالات الهاتف الأزرق PLA عبر FDM وجعلتها جاهزة للشحن 3 أيام - VS. 5 أيام مع أجزاء مرصعة بعد ذلك.
- ساطع, ألوان متسقة: خيوط عالية الجودة (مثل قسط ASA) تقديم ألوان نابضة بالحياة لا تتلاشى بسهولة. تستخدم شركة تصنيع لعبة FDM ألوان مباشرة لصنع سيارات ألعاب صفراء, ولاحظت ملاحظات العملاء "لا يوجد تباين في اللون بين الدُفعات".
- خصائص ميكانيكية جيدة: خيوط FDM الملونة (خاصة ABS و ASA) الاحتفاظ بالقوة - مثالية للأجزاء الوظيفية. متجر صغير للآلات المطبوعة مقبض ABS Red ABS عبر FDM بالألوان المباشرة, واستمرت الأجزاء 2 سنوات مع الاستخدام اليومي.
السلبيات الرئيسية للطباعة ثلاثية الأبعاد المباشرة
- لا يوجد خلط لون: لا يمكنك إنشاء ظلال مخصصة (مثل لون RAL محدد) مع إعدادات الألوان المباشرة القياسية. إذا كنت بحاجة إلى لون فريد (على سبيل المثال, توقيع العلامة التجارية Teal), قد لا تعمل الطباعة المباشرة.
- رتابة "ليغو": معظم أجزاء الألوان المباشرة ذات اللون الفردي (أو متعدد الألوان عبر التجميع). لا يمكنك الحصول على ألوان متدرجة أو تفاصيل اللون الدقيقة (مثل شعار مع نغمتين) بدون عمل إضافي.
- حدود المواد: لا تتوفر جميع مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد بألوان متعددة. على سبيل المثال, غالبًا ما تأتي خيوط نايلون عالية القوة فقط باللون الأسود أو الأبيض.
طباعة ثلاثية الأبعاد غير مباشرة: أضف اللون أثناء الطباعة (بدقة)
طباعة ثلاثية الأبعاد غير مباشرة يطبق اللون من مصدر خارجيبينما يتم طباعة الجزء - ليس من المادة نفسها. هذه الطريقة تستخدموضع اللون CMYK (سماوي, أرجواني, أصفر, أسود) لخلط الألوان, يمنحك التحكم الكامل في الطيف.
كيف تعمل
تقنية الألوان غير المباشرة الأكثر شعبية هيMJF (انصهار متعددة القطرات)-على وجه التحديد HP Nylon Multi-Jet Fusion. تستخدم طابعات MJF سرير مسحوق من النايلون وعوامل ألوان نفاثة على المسحوق قبل دمجها بالحرارة. كل قسم صغير (دعا أفوكسل) يمكن أن يكون لونًا مختلفًا, حتى تتمكن من إنشاء أجزاء مع التدرجات, الشعارات, أو حتى التفاصيل الواقعية.
إيجابيات رئيسية للطباعة ثلاثية الأبعاد غير المباشرة
- استنساخ اللون فائق التكاثر: عنصر التحكم على مستوى فوكسل يعني أنه يمكنك مطابقة ألوان Ral أو Pantone دقيقة. استخدمت شركة أجهزة طبية MJF لطباعة أدوات جراحية من النايلون البيضاء مع قبضة حمراء مشفرة بالألوان-تتمثل في مطابقة اللون الأحمر الدقيق لعلامتها التجارية.
- ألوان الطيف الكامل: يتيح لك خلط CMYK إنشاء أي لون, من الباستيل إلى الأشكال العميقة. وكالة تسويق مطبوعة مخططات ترويجية مخصصة عبر MJF, مع كل سلسلة مفاتيح يضم تدرجًا من اللون الأزرق إلى الأرجواني - لا يمكن لـ FDM بالألوان المباشرة فعل ذلك.
- فعالة من حيث التكلفة لدفعات صغيرة إلى متوسطة: سرعة MJF تجعلها في متناول الأجزاء من 10 إلى 500 أجزاء. طباعة علامة تجارية إلكترونيات 200 مضاعفات مستشعرات النايلون متعددة الألوان عبر MJF ودفعها $8 لكل جزء - VS. $12 لكل جزء مع أجزاء FDM مرسومة خصيصًا.
سلبيات رئيسية للطباعة ثلاثية الأبعاد غير المباشرة
- لا شفافية: أجزاء الألوان غير المباشرة (وخاصة نايلون MJF) غير شفافة. إذا كنت بحاجة إلى جزء واضح مع اللون (مثل عدسة ملونة), هذه الطريقة لن تعمل.
- ليس صغيرًا, أجزاء حساسة: يمكن أن تتلف عملية MJF ميزات صغيرة جدًا (مثل الجدران الرقيقة 0.5mm). حاول مصمم مجوهرات طباعة قلادة نايلون ملونة غير مباشرة ووجد 20% من الأجزاء قد كسرت التفاصيل.
- ارتفاع تكلفة مقدمة: طابعات MJF أغلى من طابعات FDM, لذا فإن التكاليف لكل جزء أعلى من دفعات صغيرة جدًا (تحت 10 أجزاء).
2. أعلى تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد: FDM مقابل. MJF (مقارنة)
FDM و MJF هما أكثر تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد استخدامًا على نطاق واسع. فيما يلي مقارنة جنبًا إلى جنب لمساعدتك في اختيار المقارنة الصحيحة لمشروعك:
| ميزة | FDM (اللون المباشر) | MJF (لون غير مباشر) |
|---|---|---|
| تكنولوجيا الألوان | خيوط قبل الألوان | وكلاء الألوان CMYK (فوكسل يسيطر عليها) |
| نطاق الألوان | محدود (واحد/متعدد الألوان عن طريق التجميع) | الطيف الكامل (أي مزيج CMYK) |
| خيارات المواد | القيمة المطلقة, آسا, جيش التحرير الشعبى الصينى (ألوان متعددة) | نايلون 12 (البلاستيك من الدرجة الهندسية) |
| القوة الميكانيكية | جيد (ABS/ASA: 20-30 MPa قوة شد) | عالي (نايلون 12: 40 قوة الشد MPA) |
| دقة | معتدل (تسامح: ± 0.1 مم) | عالي (تسامح: ± 0.05 مم) |
| التكلفة لكل جزء (جزء صغير) | $2- 10 دولارات | $5- 15 دولار |
| وقت التحول | سريع (1-3 أيام ل 100 أجزاء) | معتدل (2-4 أيام ل 100 أجزاء) |
| الأفضل ل | أجزاء وظيفية بسيطة, السلع الاستهلاكية ذات اللون الفردي | الأجزاء الوظيفية المعقدة, المكونات الصناعية متعددة الألوان |
مثال في العالم الحقيقي: FDM مقابل. MJF لجزء الآلات
هناك حاجة إلى مصنع 100 أغطية المستشعر المرمز بالألوان. الأغطية اللازمة لتكون: 1) أحمر (لمناطق درجة الحرارة العالية) أو الأزرق (لمناطق درجات الحرارة المنخفضة); 2) مقاوم للحرارة; 3) جاهز 4 أيام.
- خيار FDM: استخدموا خيوط ASA الحمراء والأزرق. التكلفة لكل جزء: $4. التف حوله: 3 أيام. عملت الأجزاء بشكل جيد ولكن لم يكن بإمكانها طباعة شعار المصنع عليها (لا تفاصيل متعددة الألوان).
- خيار MJF: يمكن أن يكونوا قد طبعوا الأغطية باللون الأحمر/الأزرق مع الشعار باللون الأبيض (عبر CMYK). التكلفة لكل جزء: $9. التف حوله: 4 أيام. ولكن بما أن الشعار لم يكن حاسما, كان FDM هو الخيار الأفضل.
3. خيارات ما بعد المعالجة: الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد الملونة بعد الطباعة
إذا لم تكن طباعة الألوان المباشرة أو غير المباشرة خيارًا (على سبيل المثال, تستخدم طابعتك مسحوقًا أبيض فقط, أو تحتاج إلى لون مخصص), تلطيخ ما بعد المعالجة يمكن إضافة لون إلى أجزاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد. هناك طريقتان رئيسيتان: الرش الرش والصباغة.
الرش: سريع, سهل, لكن السطح فقط
الرش هي طريقة ما بعد المعالجة الأكثر شيوعًا لتلوين الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد. إنه يعمل مثل الرش في رسم أي كائن آخر - يمكنك استخدام علبة من الطلاء الرش لغطاء سطح الجزء.
كيف تعمل
- إعداد الجزء: رمله بخفة لسلاسة الأسطح الخشنة (حاسمة لقطع غيار FDM, التي لها خطوط طبقة).
- تطبيق التمهيدي (اختياري ولكن الموصى به): التمهيدي يساعد على عصا الطلاء ويمنع التقطيع.
- رش الطلاء: استخدم الضوء, حتى المعاطف لتجنب القطرات. دع كل معطف يجف قبل إضافة آخر.
- دواء (إذا لزم الأمر): تتطلب بعض الدهانات علاج الحرارة (على سبيل المثال, عند 60 درجة مئوية ل 30 دقائق) لتعيين.
إيجابيات رسم الرش
- يعمل مع أي تقنية: يمكنك رش أجزاء الطلاء من FDM, MJF, SLS, أو طابعات SLA. رسم متجر النماذج الأولية 100 White SLS Nylon Gears Black عبر الطلاء الرش - لا توجد مشكلات مع التصاق.
- ألوان مخصصة: يمكنك مزج الدهانات الرش للحصول على ظلال فريدة. بدء تشغيل الرش الأزرق والأخضر المختلط لإنشاء توقيع علامتهم التجارية "Teal" واستخدمته على مواقف الكمبيوتر المحمول FDM PLA.
- تكلفة منخفضة: علب الطلاء الرش رخيصة ($5- 15 دولار لكل منهما), لذا فإن التكاليف لكل جزء منخفضة بالنسبة للدفعات الصغيرة.
سلبيات الرسم الرش
- لون السطح فقط: لا يغطي الطلاء سوى الخارج. إذا تم خدش الجزء أو يرتديه, اللون الأصلي (على سبيل المثال, نايلون أبيض) يظهر من خلال. شركة Garden Tool Company Green Green SLA مقابض, و 15% من العملاء الذين عادوا أجزاء بعد أن تم قطع الطلاء.
- يفقد التفاصيل: يمكن أن تملأ معاطف الطلاء السميكة التفاصيل الدقيقة (مثل الثقوب الصغيرة أو الشعارات). يصنع صانع ألعاب أشكال FDM الأصفر المرسومة بالرش ووجد الطلاء مغطى "العينين" 10% من أجزاء.
- وقت إضافي: التجفيف والعلاج إضافة ساعات (أو أيام) لهذه العملية. تحتاج شركة منتجات ترويجية 200 سلاسل المفاتيح المرسومة بالرش واضطرت إلى الإضافة 2 أيام إلى الجدول الزمني للتجفيف.
صباغة: عميق, لون متين للأجزاء البلاستيكية
صباغة هو خيار أفضل إذا كنت تريد أن يخترق اللون الجزء (ليس فقط الجلوس على القمة). إنه يعمل من خلال نقع الجزء في حل الصبغة, الذي يتم امتصاصه في البلاستيك - إنشاء نابض بالحياة, الانتهاء من الخدش المقاوم.
كيف تعمل
- اختر الصبغة الصحيحة: استخدم الأصباغ المطبوعة للبلاستيك المطبوع ثلاثي الأبعاد (على سبيل المثال, أصباغ النايلون لأجزاء MJF/SLS).
- إعداد الجزء: قم بتنظيفه لإزالة الغبار أو الزيت (الأوساخ تمنع حتى الصباغة).
- تسخين محلول الصبغة: معظم الأصباغ تعمل بشكل أفضل عند 60-80 درجة مئوية (اتبع تعليمات الصبغة).
- نقع الجزء: اتركه في الحل لمدة 10-60 دقيقة (أطول = لون أغمق).
- شطف وجفاف: اغسل الجزء لإزالة الصبغة الزائدة, ثم اتركه يجف الهواء.
إيجابيات الصباغة
- عميق, حتى اللون: الصبغة تخترق البلاستيك, لذا فإن الخدوش لا تكشف عن اللون الأصلي. مصنعة معدات بحرية مصبوغة أقواس نايلون أسود, وتبدو الأجزاء موحدة حتى بعد ذلك 1 سنة استخدام المياه المالحة.
- لا خسارة التفاصيل: الصبغة لا تضيف سمكها, تفاصيل دقيقة جدا (مثل 0.8 ملم ثقوب) البقاء سليمة. شركة أجهزة طبية مصبوغة SLS Nylon Surgical Mranks Black ووجدت أن الصبغة لم تمنع ثقوب الصرف الصغيرة في الدرج.
- مثالي للأسود: الصباغة مثالية لإنشاء أجزاء سوداء موحدة - غالبًا ما يكافح الطلاء الرش مع (على سبيل المثال, خطوط). ماركة إلكترونيات مصبوغة 500 أبيض منظمو الكابلات من نايلون أسود, ووجدت فحوصات الجودة "0 تباين الألوان".
سلبيات الصباغة
- خيارات الألوان المحدودة: معظم الأصباغ مظلمة (أسود, الأزرق الداكن, أخضر داكن). ألوان زاهية (مثل الأصفر أو الوردي) من الصعب تحقيقها مع الصباغة.
- حدود المواد: يعمل فقط مع المواد البلاستيكية التي يسهل اختراقها (مثل MJF أو SLS نايلون). المواد البلاستيكية غير المسامية (مثل FDM ABS أو راتنجات SLA) لن تمتص صبغة.
- يستغرق وقتا طويلا: يستغرق الاستمتاع والتجفيف وقتًا أطول من الرسم الرش. مجموعة صغيرة من 50 يمكن أن تستغرق الأجزاء المصبومة من 2 إلى 3 ساعات (مقابل. 1 ساعة لطلاء الرش).
جدول مقارنة ما بعد المعالجة
| طريقة ما بعد المعالجة | الأفضل ل | عمق اللون | الحفاظ على التفاصيل | التكلفة لكل جزء (جزء صغير) | التقنيات المعمول بها |
|---|---|---|---|---|---|
| الرش | ألوان زاهية مخصصة, إصلاحات سريعة | السطح فقط | قليل (معاطف سميكة) | $1- 3 دولارات | FDM, MJF, SLS, SLA |
| صباغة | مظلم, ألوان متينة, البلاستيك المسامية | عميق (يخترق) | عالي (لا سمكة إضافية) | $0.50- 2 دولار | MJF, SLS |
4. كيفية إعداد التصميم الخاص بك للطباعة ثلاثية الأبعاد
يمكن لتنسيق الملف الصحيح وإعداد التصميم جعل أو كسر الطباعة ثلاثية الأبعاد. إليك ما تحتاج إلى معرفته لتجنب الأخطاء:
تنسيقات الملفات للطباعة ثلاثية الأبعاد
ليس كل تنسيقات الملفات ثلاثية الأبعاد تخزين معلومات اللون. استخدم هذه التنسيقات بناءً على تقنيتك:
- ل MJF (لون غير مباشر): التنسيقات القياسية مثل .stl أو .catpart لا تتضمن بيانات الألوان. You need to upload an additional .ملف OBJ with color texture specifications. يخبر هذا الملف الطابعة بمكان تطبيق كل لون CMYK (على سبيل المثال, ”قم بطباعة الشعار باللون الأحمر, الباقي باللون الأبيض "). نسيت شركة التصميم الصناعي تضمين ملف .OBJ لطباعة MJF وانتهى بها المطاف مع 20 الأجزاء البيضاء - تمكنهم من ذلك $200 لإعادة الطباعة.
- ل FDM (اللون المباشر): أي تنسيق ملف يعمل (.STL, .خطوة, .Iges) لأن اللون يأتي من الشعيرة, ليس الملف. ما عليك سوى تقسيم طراز CAD إلى أقسام ألوان إذا كنت تريد أجزاء متعددة الألوان (على سبيل المثال, مقبض أسود مع قبضة حمراء), ثم طباعة كل قسم مع الشعيرة المقابلة والتجميع.
نصائح التصميم لتحسين نتائج الألوان
- تجنب تفاصيل الألوان الصغيرة مع FDM: ارتفاع طبقة FDM (عادة 0.1-0.3 مم) لا يمكن التقاط ميزات الألوان الصغيرة (مثل شعار 5 مم مع لونين). استخدم MJF إذا كنت بحاجة إلى تفاصيل اللون الدقيقة.
- اختبار وقت صبغ للون متسق: إذا صبغ, قم بإجراء اختبار مع 1-2 أجزاء للعثور على وقت النقع المناسب. صانع الأثاث مصبوغ أرجل كرسي نايلون ووجد 20 أعطى الدقائق البني الداكن المثالي - 15 دقيقة كانت خفيفة للغاية, 25 كانت الدقائق مظلمة جدا.
- اترك مساحة للتجميع (ألوان مباشرة متعددة): إذا كنت تستخدم FDM لطباعة أجزاء متعددة الألوان (على سبيل المثال, قاعدة زرقاء وقمة أصفر), أضف إزالة 0.1 مم بين الأقسام لسهولة التجميع. نسيت شركة لعبة هذا واضطرت إلى الرمال 30% من أجزاء لتناسبها معًا.
5. منظور Yigu Technology حول خيارات الألوان ثلاثية الأبعاد
في Yigu Technology, نحن نساعد العملاء على اختيار طريقة الطباعة ثلاثية الأبعاد للألوان المناسبة لأهدافهم. للوظيفية, أجزاء واحدة اللون (مثل قبضة الآلات), اللون المباشر FDM فعال من حيث التكلفة وسريع. لمجمع, أجزاء تحمل علامة تجارية (مثل أغلفة منتجات المستهلك مع الشعارات), يوفر لون MJF غير المباشر دقة لا تقبل المنافسة. إذا كانت هناك حاجة لما بعد المعالجة, نوصي الصباغة للبلاستيك المسامي (MJF/SLS) لتجنب التقطيع, ورش الطلاء فقط للأجزاء غير الوظيفية (مثل النماذج الأولية). لفرق المشتريات, ننصح بطلب دفعات اختبار صغيرة أولاً - وهذا يضمن توقعات ألوان قبل التحجيم إلى أشواط كبيرة, توفير الوقت وتكاليف المواد.
التعليمات
1. هل يمكنني استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد المباشرة لإنشاء ألوان RAL مخصصة?
لا, إعدادات الألوان المباشرة القياسية (مثل FDM مع خيوط ما قبل الألوان) لا يمكن خلط ظلال RAL المخصصة. ستحتاج إلى استخدام طباعة الألوان غير المباشرة (مثل MJF, الذي يستخدم CMYK لمطابقة ألوان RAL) أو ما بعد المعالجة (مثل الطلاء الرش المخصص). إذا كانت دقة لون RAL أمرًا بالغ الأهمية, MJF هو الخيار الأكثر موثوقية.
2. هو صبغة أفضل من الرسم الرش لقطع غيار نايلون MJF?
نعم, بالنسبة لمعظم أجزاء نايلون MJF الوظيفية. الصباغة تخترق البلاستيك, لذلك لن يرقص اللون أو يرتدونه - من السهل لقطع أجزاء مثل الأقواس أو المقابض. الرش لا تغطي السطح فقط, لذلك من الأفضل للأجزاء غير الوظيفية (مثل النماذج الأولية العرض). الصباغة تحافظ أيضًا على التفاصيل, وهو مفتاح أجزاء MJF المعقدة.
3. هل أحتاج إلى ملف .OBJ خاص لجميع الطباعة ثلاثية الأبعاد?
لا, فقط لتقنيات الألوان غير المباشرة مثل MJF. تقنيات الألوان المباشرة (مثل FDM) استخدام خيوط ملونة, حتى الملفات القياسية (.STL, .خطوة) العمل - أنت فقط اختر لون الشعيرة مقدمًا. ل MJF, مطلوب ملف .OBJ مع قوام ملون لإخبار الطابعة بمكان تطبيق كل لون; بدونه, ستطبع الأجزاء بلون المواد الأساسية (عادة النايلون الأبيض).
