カスタムアクションフィギュアから詳細な医療レプリカまで、カラフルな3Dモデルがどのように生き返るか疑問に思ったことがありますか, あなたは正しい場所にいます。3Dカラー印刷 (フルカラー3D印刷とも呼ばれます) 3Dオブジェクトに色を追加するだけではありません; 正確です, デザインを組み合わせたマルチステッププロセス, テクノロジー選択, そして、活気を作るためのポストプロダクション, 機能モデル. このガイドで, 3Dカラー印刷の旅全体を分解します, デジタルデザインから最終的なテスト済み製品まで, すべての詳細を理解するのに役立つ実際の例とデータがあります.
1. ステップ 1: 色付きの3Dモデルを設計します & テクスチャの詳細
3Dカラー印刷の最初のステップは、アイデアをデジタル3Dモデルに変えることです。そして、これは色とテクスチャーが組み込まれているところです, 後で追加しただけではありません.
モデルを作成します, 必要になりますプロの3Dモデリングソフトウェア これは、色とテクスチャマッピングをサポートします. 人気のあるオプションには含まれます:
- ブレンダー (無料, オープンソース): カラフルな彫刻や小道具を作成するアーティストに最適です. 例えば, デザイナーはブレンダーを使用して3D文字モデルにグラデーションカラーを追加する場合があります, スキントーンの設定, 衣類の色合い, そして、目の色のような小さなディテールでさえ.
- Autodesk Fusion 360 (有料, 産業用): カラーコーディングされたセクションで機能部品を設計するためにエンジニアが使用する (例えば。, 赤が高温の領域を示し、青がクールなゾーンを示す機械の部分).
- zbrush (有料, 高販売作業用): 化石レプリカなどのテクスチャモデルを作成するのに最適です, さまざまな岩層を強調するために色が使用されます.
デザイン中, 割り当てますカラー値 (多くの場合、RGBまたはCMYKカラースペースを使用します) そしてテクスチャ情報 (マットなど, 光沢, または粗い表面) モデルの特定の部分に. これにより、プリンターは後で色を適用する場所と方法を正確に知っていることを保証します. 例えば, ジュエリーデザイナーはZbrushを使用してゴールドカラーを追加する場合があります, 3Dリングモデルへの光沢のあるテクスチャーとその彫刻へのマットブラックテクスチャ.
2. ステップ 2: 適切な3Dカラー印刷技術を選択してください
すべての3Dカラー印刷技術が同じように機能するわけではありません。あなたの選択はあなたのニーズに依存します (例えば。, 料金, スピード, 色の精度, または材料タイプ). 以下は、最も一般的なテクノロジーの詳細な内訳です, 現実世界の例と重要なデータを使用します:
| テクノロジー | それがどのように機能するか | に最適です | 色の精度 | スピード | コスト範囲 (プリンター) | 実世界の例 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| FDM (融合モデリング) | 1〜4個のプリントヘッドを使用して、色付きのプラスチックフィラメントを押し出します (例えば。, プラ, 腹筋) レイヤーごと. 勾配のために色を混ぜることができます. | 低コストのプロトタイプ, おもちゃ, 家の装飾 | 中くらい (±5％色の一致) | 遅い (5–10cm³/h) | $300 - $ 5,000 | 黒と白のフィラメントを備えたマルチカラーチェスセットを印刷する愛好家. |
| FDM + 2Dインクジェット | 最初にプラスチックの層を印刷します, 次に、色付きのインクをスプレーします (2Dプリンターのように) 各レイヤーで詳細を追加します. | 色の細かいモデル (例えば。, ミニチュア) | 高い (±2％の色の一致) | $1,500 - $ 8,000 | 印刷されたフェイシャル機能を備えた3Dキャラクターを印刷するゲーム開発者. | |
| ロム + 2Dインクジェット | 色付きの紙の層を切ります (またはプラスチック) レーザー付き, 追加の色の深さのためにインクをスプレーします, その後、レイヤーを接着します. | 大きい, 低コストモデル (例えば。, 建築モデル) | ミディアムロー (±8％の色の一致) | 速い (15–25cm³/h) | $2,000 - 12,000ドル | 作成するアーキテクト 1:50 色付きの壁を持つ建物のスケールモデル. |
| 3DP (3D印刷 / バインダージェット) | 白い石膏パウダーをベースとして使用します; プリントヘッドスプレー色の接着剤を塗り、粉に結合し、色を追加します. | アートレプリカ, 装飾品 | 高い (±3％カラーマッチ) | 中くらい (8–12cm³/h) | $5,000 - $ 30,000 | スキャンされたデータを使用してカラフルな古代の花瓶を再現する博物館. |
| フルカラーの工業用プリンター | 3D SystemsのColorJetなどのテクノロジー, Stratasys ’Polyjet, または、MimakiのインクジェットミックスCMYKインクまたは材料は、正確な色のための印刷中. | 医療モデル, ハイエンドのプロトタイプ | 非常に高い (±1％の色の一致) | 速い (12–20cm³/h) | $20,000 - 200,000ドル | 手術計画のための患者の心臓のフルカラー3Dモデルを印刷する病院. |
3. ステップ 3: 印刷ファイルを正確に準備します
モデルが設計され、テクノロジーが選択されたら, モデルをプリンタが読み取ることができるファイルに変換し、色やサイズの間違いを避けるために調整する必要があります.
キーファイルの準備手順:
- 適切な形式にエクスポートします: Most 3D color printers use STLファイル (ジオメトリ用) paired with VRMLまたはOBJファイル (色/テクスチャデータ用). 例えば, Stratasys Polyjetプリンターは、多くの場合、色情報を保存するためにOBJファイルを必要とします.
- サイズとスケールを調整します: CuraやSimplify3Dなどのソフトウェアを使用してモデルのサイズを変更します. 例えば, 高さ10cmのおもちゃを印刷する場合, スケールをに設定します 100% あまりにも小さい、またはあまりにも大きな最終製品を避けるため.
- 色の精度を確認してください: Adobe Substance Painterなどのツールを使用して色をプレビューし、デザインに合わせて確認してください. ここでよくある間違いは、RGBの色を使用することです (画面用) cmykの代わりに (印刷用) - これは色あせた色につながる可能性があります, したがって、常にプリンターの好ましい色空間に変換してください.
- サポート構造を追加します (必要に応じて): オーバーハングのあるモデル用 (例えば。, 翼を伸ばした3D鳥), 一時的なサポート構造を追加します (通常、白のようなニュートラルな色で) 印刷中にモデルが崩壊するのを防ぐため.
4. ステップ 4: 3Dカラー印刷プロセス (レイヤーバイレイヤー)
今度は印刷する時です! 正確なプロセスはテクノロジーによって異なります, しかし、核となるアイデアは同じです: プリンターがモデルを構築しますレイヤーごと 同時に色を適用します (後ではありません). ここに、それがどのように機能するかを説明するための2つの一般的な例があります:
例 1: 3Dシステムカラージェット (フルカラーバインダージェット)
- プリンターは薄い層を広げます (0.1–0.2mm厚) ビルドプラットフォーム全体の白い石膏パウダー.
- プリントヘッドスプレー色の接着剤 (デザインのRGB値に一致します) パウダーの上に - この接着剤はパウダーを結合し、色を加えます.
- ビルドプラットフォームは1層の高さを低くします, モデルが完了するまでプロセスが繰り返されます.
- 印刷後, モデルは乾燥するために残されています 24 接着剤を設定する時間.
例 2: Stratasys Polyjet (インクジェットフォトポリマー)
- The printer has multiple printheads that spray tiny droplets of 液体フォトポリマー (プラスチック樹脂) cmyk色で.
- 液滴が噴霧されると, 紫外線は治療します (強化します) それらは即座に - 各レイヤーが数秒以内に設定されます.
- レイヤーが積み重ねられています (0.01–0.1mm厚) モデルを形成します, 勾配や固体の色合いを作成するためにリアルタイムで色が混ざり合って.
- 乾燥時間は必要ありません - 印刷後すぐにプリンターからモデルを削除できます.
5. ステップ 5: 品質を改善するための後処理
ほとんどの3Dカラー印刷モデルは、印刷後に最善を尽くして耐久性があるために少し余分な作業を必要とします. ステップはテクノロジーに依存します:
- FDMモデル: 200〜400グリットのサンドペーパーで表面を砂を滑らかにして層ライン, 次に、透明なコートを塗ります (アクリルスプレーのように) 色を退色から保護するため.
- 3DP石膏モデル: モデルが水分を吸収するのを防ぐために、特別なワックスまたは樹脂で表面を密封します (色を台無しにする可能性があります).
- ポリジェットモデル: サポート構造を剥がします (彼らは柔らかいもので作られています, 簡単に取り外し可能な素材), 次に、イソプロピルアルコールでモデルを拭き、残りの樹脂を除去します.
例: 新しい電話ケースの3Dカラープロトタイプを印刷する企業は、FDMプリントされたケースをサンディングする可能性があります, 光沢のあるクリアコートをスプレーします, そして、色が傷に抵抗するかどうかをテストします (標準のスクラッチテストツールを使用します).
6. ステップ 6: 検査 & 要件を満たすためのテスト
最後のステップは、モデルが完璧であることを確認することです。.
検査中に確認するもの:
- 色の精度: 比色計を使用します (色を測定するツール) モデルを元のデザインと比較します. 例えば, PMSのパントンカラーコードを備えた赤いモデルを設計した場合 485, 比色計は、印刷されたモデルが±1％以内のコードと一致することを確認する必要があります.
- サイズと形状: キャリパーを使用して、重要な寸法を測定します (例えば。, 幅5cmのモデルは5cm±0.1cmでなければなりません).
- 機能: モデルが機能している場合 (例えば。, 3Dプリントギア), 意図したとおりに機能するかどうかをテストします. 例えば, おもちゃの車用に印刷されたギアは、立ち往生することなくスムーズに回転する必要があります.
ケーススタディ: 外科医向けの骨の3Dカラーモデルを印刷する医療機器会社は、モデルの色がテストされます (これは骨密度を示しています) 患者の実際のスキャンデータに一致します - そして、手術計画中にモデルが処理されるほど強い場合.
3Dカラー印刷に関するYiguテクノロジーの視点
Yiguテクノロジーで, 3Dカラー印刷は、産業がヘルスケアから教育まで、どのように生み出し、革新するかを変えていると信じています. このテクノロジーで成功するための鍵は、適切なプロセスをあなたの目標と一致させることです: 低コストの趣味プロジェクトの場合, FDMは理想的です; 高精度の医療モデル用, Polyjetのようなフルカラーの工業用プリンターは、比類のない精度を提供します. 3Dカラー印刷を使用してプロトタイプの時間を削減することでクライアントをサポートしました 30% そして、コストを25％削減し、技術が進むにつれて, さらにアクセスしやすいと期待しています, 速い, そして、色が蓄積するソリューションが出現します.
3Dカラー印刷についてのFAQ
- Q: モデルを3Dカラー印刷するのにどれくらい時間がかかりますか?
a: サイズとテクノロジーに依存します. 小さなFDMモデル (例えば。, 5cmのおもちゃ) 2〜4時間かかります, 大きなロム建築モデル (例えば。, 50身長cm) 12〜24時間かかる場合があります. フルカラーの産業用プリンターはより速いです。彼らは1〜3時間で中規模の医療モデルを印刷できます. - Q: 3Dカラー印刷モデルは時間の経過とともにフェードできます?
a: はい, 直射日光や水分にさらされている場合. フェードを防ぐため, UV耐性材料を使用してください (FDMのPETGのように) または、UV保護のクリアコートでモデルを密封します. 3DP石膏モデルも湿気の損傷を避けるために密封する必要があります. - Q: 3Dカラー印刷は通常の3D印刷よりも高価ですか?
a: はい, しかし、コストは低下しています. 通常のFDMプリンターの価格は200〜2,000ドルです, 3DカラーFDMプリンターの価格は300〜5,000ドルです. 産業用フルカラープリンターはより高価です ($20,000+), しかし、小さなプロジェクトの場合, 3D印刷サービスを使用できます (例えば。, 形状) ほんの少しのために $50 色モデルごと.
