Полное руководство по 3D цветной печати: Пошаговый процесс, Технологии & Приложения

Если вы когда -либо задумывались, как красочные 3D -модели - от индивидуальных фигурков до подробных медицинских реплик - приходится на жизнь, Вы в нужном месте.3D Цветная печать (Также называется полноцветная 3D-печать) не просто добавление цвета в 3D -объект; Это точное, многоэтапный процесс, который сочетает в себе проектирование, Технологический выбор, и постпроизводство для создания яркого, функциональные модели. В этом руководстве, Мы сломаем весь путь 3D -цветной печати, от цифрового дизайна до окончательного протестированного продукта, с реальными примерами и данными, чтобы помочь вам понять каждую деталь.

1. Шаг 1: Разработать 3D -модель с цветом & Детали текстуры

Первый шаг в 3D -цветной печати превращает вашу идею в цифровую 3D -модель -И вот где встроены цвет и текстура, Не просто добавлено позже.

Чтобы создать модель, Вам понадобитсяПрофессиональное программное обеспечение для 3D -моделирования это поддерживает картирование цвета и текстуры. Популярные варианты включают:

  • Блендер (бесплатно, открытый исходный конец): Отлично подходит для художников, создающих красочные скульптуры или реквизит. Например, Дизайнер может использовать блендер для добавления цветов градиента в модель 3D -символов, Установка оттенков кожи, Одежда, и даже мелкие детали, такие как цвет глаз.
  • Autodesk Fusion 360 (оплаченный, Для промышленного использования): Используется инженерами для разработки функциональных деталей с цветовыми секциями (НАПРИМЕР., Машина, где красная, указывает области с высоким нагреванием, а синий показывает прохладные зоны).
  • Zbrush (оплаченный, для работы с высокой полутокой): Идеально подходит для создания текстурированных моделей, таких как ископаемые реплики, где цвет используется для выделения разных слоев скал.

Во время дизайна, Вы назначитеЗначения цвета (Часто используя цветные пространства RGB или CMYK) иИнформация о текстуре (такие как матовая, глянцевый, или грубые поверхности) к конкретным частям модели. Это гарантирует, что принтер точно знает, где и как применять цвет позже. Например, Дизайнер ювелирных изделий может использовать Zbrush для добавления золотого цвета, Глянцевая текстура на 3D -кольцевую модель и матовая черная текстура на гравюры.

2. Шаг 2: Выберите правильную технологию 3D цветной печати

Не все технологии 3D цветной печати работают одинаково - ваш выбор зависит от ваших потребностей (НАПРИМЕР., расходы, скорость, Точность цвета, или тип материала). Ниже приведена подробная разбивка наиболее распространенных технологий, с реальными примерами и ключевыми данными:

ТехнологияКак это работаетЛучше всего дляТочность цветаСкоростьДиапазон затрат (Принтер)Пример реального мира
FDM (Моделирование сплавленного осаждения)Использует 1–4 печатные головки для выдавливания цветных пластиковых филаментов (НАПРИМЕР., Плата, АБС) слой по слою. Цвета можно смешать для градиентов.Недорогие прототипы, игрушки, домашний декорСередина (± 5% матча цвета)Медленный (5–10 смЧ нетерпением/ч)$300- 5000 долларовЛюбитель печати многоцветный шахматный набор с черно-белыми нитями.
FDM + 2D струйныйПечать слоев пластика сначала, Затем распыляют цветные чернила (как 2D -принтер) На каждом слое, чтобы добавить детали.Модели с деталями из мелкого цвета (НАПРИМЕР., миниатюры)Высокий (± 2% матча цвета)$1,500- 8000 долларовРазработчик игры печатает 3D -персонаж с печатными функциями лица.
Лом + 2D струйныйРазрезает слои цветной бумаги (или пластик) с лазером, Спрыгирует чернила для дополнительной глубины цвета, затем клейте слои вместе.Большой, недорогие модели (НАПРИМЕР., Архитектурные модели)Средний (± 8% матч цвета)Быстрый (15–25 смграни/ч)$2,000- 12 000 долларовАрхитектор, создающий 1:50 Масштабная модель здания с цветными стенами.
3Дп (3D Печать / Переплет)В качестве основания использует белый гипсовый порошок; распылительный клей для печати, чтобы соединить порошок и добавить цвет.Арт -реплики, декоративные предметыВысокий (± 3% матча цвета)Середина (8–12 см=/ч)$5,000- 30 000 долларовМузей, воспроизводящий красочную древнюю вазу с использованием отсканированных данных.
Полноцветные промышленные принтерыТехнологии, такие как 3D Systems Colorjet, Polyjet Stratasys, Или струйная смесь Mimaki CMYK чернила или материалы во время печати для точного цвета.Медицинские модели, Высококачественные прототипыОчень высоко (± 1% Соединение цвета)Быстрый (12–20 смЧ/ч)$20,000- 200 000 долларовБольница печатает полноцветная 3D-модель сердца пациента для планирования операции.

3. Шаг 3: Подготовьте файл печати для точности

Как только ваша модель будет разработана и выбран ваша технология, Вам необходимо преобразовать модель в файл, который может прочитать принтер, и настраивать ее, чтобы избежать ошибок цвета или размера.

Ключевые шаги подготовки файла:

  1. Экспортировать в правильный формат: Most 3D color printers use STL -файлы (Для геометрии) paired with Файлы VRML или OBJ (Для данных цвета/текстуры). Например, Polyjet Printers Stratasys часто требуют файлов OBJ для сохранения информации о цвете.
  2. Настроить размер и масштаб: Используйте программное обеспечение, такое как CURA или Simplify3D, чтобы изменить размер модели. Например, Если вы печатаете игрушку высотой 10 см., Вы установите масштаб на 100% Чтобы избежать слишком маленького или слишком большого конечного продукта.
  3. Проверьте точность цвета: Используйте такие инструменты, как Adobe Suppart Painter, для предварительного просмотра цветов и обеспечения соответствующего вашего дизайна. Распространенной ошибкой здесь является использование цветов RGB (для экранов) вместо CMYK (для печати)- Это может привести к выцветшим цветам, Поэтому всегда конвертируйте в предпочтительное цветовое пространство принтера.
  4. Добавить структуры поддержки (При необходимости): Для моделей с выступлениями (НАПРИМЕР., 3D птица с вытянутыми крыльями), Добавить временные структуры поддержки (обычно в нейтральном цвете, как белый) чтобы предотвратить разрушение модели во время печати.

4. Шаг 4: Процесс 3D цветной печати (Слой за слоем)

Теперь пришло время печатать! Точный процесс варьируется в зависимости от технологии, Но основная идея такая же: принтер строит модельслой по слою и применяет цвет одновременно (не после). Вот два общих примера, чтобы проиллюстрировать, как это работает:

Пример 1: 3D Systems Colorjet (Полноцветный переплет)

  1. Принтер распространяет тонкий слой (0.1–0,2 мм толщиной) белого порошка гипса по всей платформе сборки.
  2. Распылительный клей для печати (Сопоставление значений RGB дизайна) на порошок - это клей соединяет порошок и добавляет цвет.
  3. Платформа сборки понижается на одну высоту слоя, и процесс повторяется до завершения модели.
  4. После печати, модель остается сушить для 24 Часы, чтобы установить клей.

Пример 2: Stratasys Polyjet (Струйный фотополимер)

  1. The printer has multiple printheads that spray tiny droplets of жидкие фотополимеры (пластиковые смолы) в цветах CMYK.
  2. По мере распыления капель, ультрафиолетовое лечение (затвердевает) их мгновенно - так что каждый слой устанавливается в течение нескольких секунд.
  3. Слои сложены (0.01–0,1 мм толщиной) для формирования модели, с цветами, смешивающими в реальном времени для создания градиентов или сплошных оттенков.
  4. Не требуется времени сушки - вы можете снять модель с принтера сразу после печати.

5. Шаг 5: Постобработка для улучшения качества

Большинство моделей с 3D -печатными печатными изданиями нужны немного дополнительной работы после печати, чтобы выглядеть лучше и быть долговечным. Шаги зависят от технологии:

  • FDM модели: Плодить поверхности с наждачной бумагой 200–400 грита для гладких линий слоя, Затем нанесите прозрачное пальто (Как акриловый спрей) Чтобы защитить цвет от увядания.
  • 3DP Gypsum Models: Запечатайте поверхность специальным воском или смолой, чтобы не допустить поглощения влаги (который может испортить цвет).
  • Модели полихет: Очищать структуры поддержки (Они сделаны из мягкого, Легко съемный материал), Затем протрите модель изопропиловым спиртом, чтобы удалить оставшуюся смолу.

Пример: Компания печатает 3D-цветные прототипы нового телефона., распылять его глянцевым прозрачным пальто, а затем проверить, что цвет сопротивляется царапинам (Использование стандартного инструмента для испытаний царапин).

6. Шаг 6: Осмотр & Тестирование для удовлетворения требований

Последний шаг - убедиться, что ваша модель идеальна - как в внешности, так и в функции.

Что проверить во время проверки:

  1. Точность цвета: Используйте колориметр (инструмент, который измеряет цвет) Чтобы сравнить модель с первоначальным дизайном. Например, Если вы разработали красную модель с цветовым кодом PANTONE PMS 485, Колориметр должен подтвердить, что печатная модель соответствует этому коду в пределах ± 1%.
  2. Размер и форма: Используйте суппорты для измерения ключевых размеров (НАПРИМЕР., Модель шириной 5 см должна быть 5 см ± 0,1 см.).
  3. Функциональность: Если модель функциональна (НАПРИМЕР., 3D -печатное снаряжение), Проверьте, работает ли это, как задумано. Например, передача, напечатанная для игрушечной машины, должна вращаться плавно, не застряв.

Тематическое исследование: Компания по медицинским устройствам печатает 3D -цветные модели костей для хирургов (что указывает на плотность кости) соответствует фактическим данным сканирования пациента - и если модель достаточно сильна для обработки во время планирования операции.

Перспектива Yigu Technology на 3D -печать

В Yigu Technology, Мы считаем, что 3D цветная печать трансформирует, как отрасли создают и инновации - от здравоохранения до образования. Ключ к успеху с этой технологией - это соответствующий процесс вашей цели: Для недорогих хобби, FDM идеален; Для высоких медицинских моделей, Полноцветные промышленные принтеры, такие как Polyjet, обеспечивают непревзойденную точность. Мы поддерживали клиентов в использовании 3D -цветной печати, чтобы сократить время прототипа 30% и снизить затраты на 25% - и в качестве технологических достижений, Мы ожидаем еще более доступных, быстрый, и цветные решения для появления.

FAQ о 3D цветной печати

  1. Q.: Сколько времени требуется для печати 3D цвета модели?
    А: Это зависит от размера и технологий. Небольшая модель FDM (НАПРИМЕР., 5см игрушка) занимает 2–4 часа, в то время как большая архитектурная модель LOM (НАПРИМЕР., 50CM высокий) может занять 12–24 часа. Полноцветные промышленные принтеры быстрее-они могут напечатать медицинскую модель среднего размера за 1–3 часа.
  2. Q.: Can Ther -Color Printed Models исчезает со временем?
    А: Да, При воздействии прямого солнечного света или влаги. Чтобы предотвратить выцветание, Используйте ультрафиолетовые материалы (как Petg для FDM) или запечатать модель с помощью ультрафиолетового прозрачного слоя. 3Модели гипса DP также должны быть запечатаны, чтобы избежать повреждения влаги.
  3. Q.: 3D -цветная печать дороже, чем обычная 3D -печать?
    А: Да, Но стоимость падает. Регулярный принтер FDM стоит 200–2000 долларов США, В то время как 3D -цветный принтер FDM стоит 300–5000 долларов США. Промышленные полноцветные принтеры дороже ($20,000+), Но для небольших проектов, Вы можете использовать 3D -печатные услуги (НАПРИМЕР., Shapeways) для $50 за цветовую модель.
Прокрутите вверх