3D Impression d'options d'impression couleur: Un guide pour l'approvisionnement & Ingénieurs

Si vous êtes un spécialiste des achats ou un ingénieur produit, L'ajout de couleur aux pièces imprimées en 3D peut augmenter l'attrait du produit, Améliorer la reconnaissance de la marque, ou même aide à l'identification des pièces (comme des composants de codage couleur dans les machines). Mais avec autant d'options d'impression 3D de couleur disponibles, Choisir le bon pour votre projet - qu'il s'agisse d'un boîtier de produit de consommation ou d'un prototype industriel - peut être délicat. Ce guide décompose les deux méthodes d'impression 3D de couleur de base (direct et indirect), Top technologies, Options de post-traitement, et des cas d'utilisation réels, afin que vous puissiez rendre rentable, choix de haute qualité.

1. Les deux méthodes d'impression 3D de couleur de base: Direct vs. Indirect

Avant de plonger dans des technologies spécifiques, Il est important de comprendre les deux principales façons d'ajouter de la couleur aux pièces imprimées 3D. Chaque méthode a des pros, inconvénients, et les cas d'utilisation idéaux - votre choix dépend de facteurs comme la précision couleur, coût, et partie partielle.

Impression 3D de couleur directe: Imprimer en couleur tout de suite

Impression 3D de couleur directe utilise des matériaux pré-colorants (comme des filaments ou des poudres) Pour créer des pièces avec une couleur pendant le processus d'impression. Aucune étape supplémentaire n'est nécessaire après l'impression - les parties sont prêtes à l'emploi (ou assembler) Une fois l'imprimante terminée.

Comment ça marche

L'exemple le plus courant estFDM (Modélisation des dépôts fusionnés) technologie. Les imprimantes FDM font fondre des filaments colorés (comme les abdos, ASA, ou PLA) et les superposer pour construire des pièces. Vous choisissez une couleur de filament dès le départ - disons, Abs rouge - et l'imprimante utilise cette couleur pour toute la partie (ou vous pouvez diviser le modèle CAO en sections et utiliser des filaments de différentes couleurs pour chaque section, puis assembler).

PROFS CLÉS DE L'IMPRESSION DE COULEUR DIRECT 3D

• Processus simple: Aucun post-traitement signifie un revirement plus rapide. Une marque de biens de consommation imprimée 500 Étuis de téléphone Blue PLA via FDM et les a prêts à expédier 3 jours - VS. 5 jours avec des pièces post-peintes.
• Brillant, Couleurs cohérentes: Filaments de haute qualité (Comme Premium Asa) livrer des teintes vibrantes qui ne s'estompent pas facilement. Un fabricant de jouets a utilisé une FDM de couleur directe pour faire des voitures de jouets jaunes, et les commentaires des clients n'ont noté «aucune variation de couleur entre les lots».
• Bonnes propriétés mécaniques: Filaments FDM colorés (en particulier les abdos et Asa) conserver la force - parfait pour les pièces fonctionnelles. Une petite boutique de machines imprimées aux poignées rouges ABS via la couleur directe FDM, Et les pièces ont duré 2 années avec une utilisation quotidienne.

Consients principaux de l'impression 3D de couleur directe

• Aucun mélange de couleurs: Vous ne pouvez pas créer de nuances personnalisées (comme une couleur RAL spécifique) avec des configurations de couleur directe standard. Si vous avez besoin d'une couleur unique (Par exemple, La signature d'une marque sarcelle), L'impression directe peut ne pas fonctionner.
• Monotonie «semblable à LEGO»: La plupart des parties couleurs directes sont une seule couleur (ou multicolore via l'assemblage). Vous ne pouvez pas obtenir de couleurs de dégradé ou de détails de couleurs fines (comme un logo avec deux tons) sans travail supplémentaire.
• Limites de matériaux: Tous les matériaux d'impression 3D ne sont pas disponibles en plusieurs couleurs. Par exemple, Les filaments en nylon à haute résistance ne viennent souvent qu'en noir ou blanc.

Impression 3D de couleur indirecte: Ajouter la couleur pendant l'impression (Avec précision)

Impression 3D de couleur indirecte Applique la couleur d'une source externealors que La pièce est imprimée - pas du matériau lui-même. Cette méthode utiliseMode de couleur CMYK (cyan, magenta, jaune, noir) pour mélanger les couleurs, vous donner un contrôle à spectre complet.

Comment ça marche

La technologie de couleur indirecte la plus populaire estmjf (Fusion multi-jet)- Fusion multi-jet HP en nylon HP. Les imprimantes MJF utilisent un lit de poudre en nylon et des agents de couleur jet sur la poudre avant de le fusionner de chaleur. Chaque petite section (appelé unvoxel) peut être une couleur différente, afin que vous puissiez créer des pièces avec des gradients, logos, ou même des détails photoréalistes.

PROFS CLÉS DE IMPRESSION 3D COULEUR INDIRECT

• Reproduction des couleurs ultra-précise: Le contrôle au niveau du voxel signifie que vous pouvez correspondre aux couleurs RAL ou Pantone exactes. Une entreprise de dispositifs médicaux a utilisé le MJF pour imprimer des outils chirurgicaux blancs en nylon avec des poignées rouges codées en couleur - l'inscription du rouge correspondait à l'ombre exacte de leur marque.
• Couleurs à spectre complet: Le mélange CMYK vous permet de créer n'importe quelle couleur, des pastels aux teintes profondes. Une agence de marketing a imprimé des clés de vue promotionnels personnalisés via MJF, Avec chaque trousseau portant avec un dégradé du bleu au violet - quelque chose de couleur directe FDM ne pouvait pas faire.
• Rangeant pour les lots de petits à médiation: La vitesse de MJF le rend abordable pour des courses de 10 à 500 pièces. Une marque électronique imprimée 200 boîtiers de capteurs en nylon multicolore via MJF et payé $8 par partie - VS. $12 par partie avec des pièces FDM peintes sur mesure.

Consients clés de l'impression 3D de couleur indirecte

• Pas de transparence: Parties couleurs indirectes (en particulier le nylon MJF) sont opaques. Si vous avez besoin d'une partie claire avec la couleur (comme une lentille teintée), Cette méthode ne fonctionnera pas.
• Pas pour minuscule, Pièces délicates: Le processus de MJF peut endommager de très petites fonctionnalités (Comme des murs minces de 0,5 mm). Un créateur de bijoux a essayé d'imprimer un petit pendentif en nylon de couleur indirecte et de trouver 20% des pièces avaient des détails cassés.
• Coût initial plus élevé: Les imprimantes MJF sont plus chères que les imprimantes FDM, Les coûts par partie sont donc plus élevés pour les très petits lots (sous 10 parties).

2. Technologies d'impression 3D de couleur supérieure: FDM VS. mjf (Comparaison)

FDM et MJF sont les technologies d'impression 3D de couleur la plus utilisée. Vous trouverez ci-dessous une comparaison côte à côte pour vous aider à choisir la bonne pour votre projet:

Exemple du monde réel: FDM VS. MJF pour une pièce de machines

Une usine nécessaire 100 Couvoirs de capteur à code couleur. Les couvertures devaient être: 1) Rouge (pour les zones à haute température) ou bleu (pour les zones à basse température); 2) Résistant à la chaleur; 3) Prêt dans 4 jours.

• Option FDM: Ils ont utilisé des filaments ASA rouges et bleus. Coût par pièce: $4. Faire demi-tour: 3 jours. Les pièces fonctionnaient bien mais ne pouvaient pas avoir le logo de l'usine imprimé sur eux (Pas de détails multi-couleurs).
• Option MJF: Ils auraient pu imprimer les couvertures en rouge / bleu avec le logo en blanc (via cmyk). Coût par pièce: $9. Faire demi-tour: 4 jours. Mais comme le logo n'était pas critique, FDM était le meilleur choix.

3. Options de post-traitement: Pièces imprimées de couleur 3D après l'impression

Si l'impression couleur directe ou indirecte n'est pas une option (Par exemple, Votre imprimante utilise uniquement la poudre blanche, ou vous avez besoin d'une couleur personnalisée), coloration post-traitement Peut ajouter de la couleur aux pièces imprimées 3D. Il y a deux méthodes principales: peinture et teinture par pulvérisation.

Peinture pulvérisée: Rapide, Facile, Mais uniquement en surface

Peinture pulvérisée est la méthode de post-traitement la plus courante pour colorier les pièces imprimées 3D. Cela fonctionne comme la peinture en aérosol tout autre objet - vous utilisez une boîte de peinture en aérosol pour enrober la surface de la pièce.

Comment ça marche

1. Préparer la pièce: Pantez-le légèrement pour lisser les surfaces rugueuses (Critique pour les pièces FDM, qui ont des lignes de calques).
2. Appliquer un apprêt (Facultatif mais recommandé): L'amorce aide la peinture à coller et empêche l'écaillage.
3. Vaporiser la peinture: Utiliser la lumière, Même les couches pour éviter les gouttes. Laissez chaque manteau sécher avant d'en ajouter un autre.
4. Guérir (si nécessaire): Certaines peintures nécessitent un durcissement thermique (Par exemple, à 60 ° C pour 30 minutes) Pour définir.

Pours de la peinture à la pulvérisation

• Fonctionne avec n'importe quelle technologie: Vous pouvez pulvériser des pièces de peinture à partir de FDM, mjf, SLS, ou imprimantes SLA. Une boutique de prototypage peinte 100 Blancs SLS en nylon engins noir via la peinture en aérosol - aucun problème avec l'adhésion.
• Couleurs personnalisées: Vous pouvez mélanger les peintures à la pulvérisation pour obtenir des teintes uniques. Une startup de peinture en aérosol bleu et vert mélangée pour créer la signature de leur marque «sarcelle» et l'utiliser sur les supports d'ordinateur portable FDM PLA.
• Faible coût: Les boîtes de peinture en aérosol sont bon marché ($5- 15 $ chacun), Les coûts par partie sont donc faibles pour les petits lots.

Inconvénients de la peinture par pulvérisation

• Couleur uniquement en surface: La peinture ne couvre que l'extérieur. Si la pièce est rayée ou usée, La couleur d'origine (Par exemple, nylon blanc) montre à travers. Une compagnie de jardin avec des poignées vertes peintes en pulvérisation, et 15% des clients ont renvoyé des pièces après la peinture ébréchée.
• Perd les détails: Des manteaux de peinture épais peuvent remplir les détails fins (Comme de petits trous ou logos). Une figurine FDM jaune peinte en pulvérisation de jouet et a trouvé la peinture couvrait les «yeux» sur 10% des pièces.
• Temps supplémentaire: Le séchage et le durcissement ajoutent des heures (ou jours) au processus. Une entreprise de produits promotionnels avait besoin 200 Des porte-clés peints par pulvérisation et ont dû ajouter 2 jours à leur calendrier pour le séchage.

Teinture: Profond, Couleur durable pour les pièces en plastique

Teinture est une meilleure option si vous voulez que la couleur pénètre la pièce (pas seulement asseoir sur le dessus). Il fonctionne en trempant la pièce dans une solution de teinture, qui est absorbé par le plastique - créant un vibrant, finition résistante aux rayures.

Comment ça marche

1. Choisissez la bonne teinture: Utilisez des colorants formulés pour les plastiques imprimés en 3D (Par exemple, colorants en nylon pour pièces MJF / SLS).
2. Préparer la pièce: Nettoyez-le pour enlever la poussière ou l'huile (La saleté empêche même la teinture).
3. Chauffer la solution de colorant: La plupart des colorants fonctionnent mieux à 60–80 ° C (Suivez les instructions du colorant).
4. Tremper la pièce: Laissez-le dans la solution pendant 10 à 60 minutes (plus longue = couleur plus foncée).
5. Rincer et sec: Lavez la pièce pour éliminer l'excès de colorant, Ensuite, laissez-le sécher à l'air.

Avantages de la teinture

• Profond, Même la couleur: Le colorant pénètre le plastique, donc les rayures ne révèlent pas la couleur d'origine. Un fabricant d'équipements marins teint en nylon MJF Black, Et les pièces avaient l'air uniformes même après 1 Année d'utilisation de l'eau salée.
• Aucune perte de détail: Le colorant n'ajoute pas d'épaisseur, si beaux détails (Comme des trous de 0,8 mm) rester intact. Une entreprise de dispositifs médicaux a teint des plateaux chirurgicaux en nylon SLS en nylon et a trouvé que le colorant ne bloquait pas les petits trous de drainage du plateau.
• Idéal pour le noir: La teinture est parfaite pour créer des pièces noires uniformes - quelque chose de peinture en aérosol qui lutte souvent avec (Par exemple, traces). Une marque électronique teinte 500 Organisateurs de câbles en nylon blanc MJF noir, et des contrôles de qualité trouvés «0 variation de couleur».

Inconvénients de la teinture

• Options de couleurs limitées: La plupart des colorants sont sombres (noir, bleu foncé, vert foncé). Couleurs vives (Comme le jaune ou le rose) sont difficiles à réaliser avec la teinture.
• Limites de matériaux: Fonctionne uniquement avec des plastiques poreux (comme le nylon MJF ou SLS). Plastiques non poreux (comme FDM ABS ou SLA résine) n'absorbera pas le colorant.
• Prend du temps: Le trempage et le séchage prennent plus de temps que la peinture à la pulvérisation. Un petit lot de 50 Les pièces teintes peuvent prendre 2 à 3 heures (contre. 1 heure pour la peinture à la pulvérisation).

Table de comparaison de post-traitement

4. Comment préparer votre conception pour l'impression de couleur 3D

Le format de fichier et la configuration de la bonne conception peuvent faire ou casser votre imprimée en 3D de couleur. Voici ce que vous devez savoir pour éviter les erreurs:

Formats de fichiers pour l'impression de couleur 3D

Tous les formats de fichiers 3D ne stockent pas les informations de couleur. Utilisez ces formats en fonction de votre technologie:

• Pour MJF (Couleur indirecte): Des formats standard comme .stl ou .catPart n'incluent pas les données de couleur. You need to upload an additional .Fichier OBJ with color texture specifications. Ce fichier indique à l'imprimante où appliquer chaque couleur CMYK (Par exemple, «Imprimez le logo en rouge, le reste en blanc »). Une entreprise de design industrielle a oublié d'inclure le fichier .obj pour une impression MJF et s'est retrouvé avec 20 pièces blanches - les coûter $200 Pour réimprimer.
• Pour FDM (Couleur directe): Tout format de fichier fonctionne (.STL, .ÉTAPE, .Igies) Parce que la couleur vient du filament, pas le fichier. Divisez simplement votre modèle CAO en sections de couleurs si vous voulez des pièces multicolores (Par exemple, une poignée noire avec une poignée rouge), puis imprimez chaque section avec le filament correspondant et assemblez.

Conseils de conception pour de meilleurs résultats de couleur

• Évitez les petits détails de couleur avec FDM: Hauteur de la couche de FDM (généralement 0,1 à 0,3 mm) Impossible de capturer de petites caractéristiques de couleur (comme un logo de 5 mm avec deux couleurs). Utilisez MJF si vous avez besoin de détails de couleurs fines.
• Tester le temps de colorant pour une couleur cohérente: Si la teinture, effectuez un essai avec 1 à 2 parties pour trouver le bon temps de trempage. Un fabricant de meubles teint les jambes de chaise en nylon SLS et trouvé 20 les minutes ont donné le brun foncé parfait - 15 minutes étaient trop claires, 25 Les minutes étaient trop sombres.
• Laisser l'espace pour l'assemblage (Couleurs directes multi-parties): Si vous utilisez FDM pour imprimer des pièces multicolores (Par exemple, une base bleue et un haut jaune), Ajouter un dégagement de 0,1 mm entre les sections pour un assemblage facile. Une entreprise de jouets a oublié cela et a dû poncer 30% de pièces à s'adapter.

5. Perspective de la technologie Yigu sur les options de couleurs d'impression 3D

À la technologie Yigu, Nous aidons les clients à choisir la bonne méthode d'impression 3D de couleur pour leurs objectifs. Pour fonctionnel, pièces monores (comme des poignées de machines), La couleur directe FDM est rentable et rapide. Pour complexe, pièces de marque (Comme des boîtiers de produits de consommation avec des logos), La couleur indirecte MJF offre une précision imbattable. Si le post-traitement est nécessaire, Nous recommandons la teinture pour les plastiques poreux (MJF / SLS) Pour éviter l'écaillage, et pulvériser la peinture uniquement pour les pièces non fonctionnelles (comme les prototypes). Pour les équipes d'approvisionnement, Nous conseillons d'abord de commander de petits lots de test - cela garantit que la couleur correspond aux attentes avant de passer à de grandes courses, Économiser du temps et des coûts de matériaux.

FAQ

1. Puis-je utiliser l'impression 3D de couleur directe pour créer des couleurs RAL personnalisées?

Non, Configuration des couleurs directes standard (Comme FDM avec des filaments pré-colorants) Impossible de mélanger les teintes RAL personnalisées. Vous auriez besoin d'utiliser l'impression couleur indirecte (Comme MJF, qui utilise CMYK pour correspondre aux couleurs RAL) ou post-traitement (comme de la peinture en aérosle sur mesure). Si la précision des couleurs RAL est critique, MJF est l'option la plus fiable.

2. La teinture est mieux que la peinture de pulvérisation pour les pièces en nylon MJF?

Oui, Pour la plupart des pièces de nylon MJF fonctionnelles. La teinture pénètre le plastique, Donc, la couleur ne dépose pas ou ne s'use pas - idéal pour des pièces comme les supports ou les poignées. La peinture à la pulvérisation ne couvre que la surface, C'est donc mieux pour les pièces non fonctionnelles (comme les prototypes d'affichage). La teinture préserve également les détails, qui est la clé pour les pièces MJF complexes.

3. Ai-je besoin d'un fichier .obj spécial pour toute l'impression 3D couleur?

Non, uniquement pour les technologies de couleur indirecte comme MJF. Technologies de couleur directe (comme FDM) Utilisez des filaments colorés, So fichiers standard (.STL, .ÉTAPE) Travail - Vous choisissez juste la couleur du filament dès le départ. Pour MJF, Le fichier .obj avec des textures de couleur est nécessaire pour indiquer à l'imprimante où appliquer chaque couleur; sans, Les pièces seront imprimées dans la couleur du matériau de base (généralement nylon blanc).