Ist Multicolor-3D-Druck wirklich möglich? Die Technologie hinter farbigen Drucken entdecken

3D-Druck ist vielseitig – als Hobbyist, 3D-Künstler, Designer oder Architekt können Sie so ziemlich alles drucken, sogar Tastenkappen.

Doch Multicolor-3D-Druck ist eine Herausforderung: Typischer 3D-Druck druckt eine einzige Farbe – egal welche Technologie Sie einsetzen.

Diese Limitation ist besonders dort herausfordernd, wo Sie feine Details oder Farbmuster erzielen wollen. Multicolor-3D-Druck bietet diverse Lösungen für verschiedene Druckprobleme.

Farbdreidimensionaler Druck kommt in mehreren Kategorien: direktes und indirektes Drucken.

Dieser Artikel ist ein nützlicher Leitfaden zum 3D-Druck, einschließlich DIY, Fused Deposition Modeling (FDM), Non-FDM-Multicolor-Drucklösungen und Techniken für farbige Drucke.

Können 3D-Drucker multicolor drucken? Gibt es Multi-Color-3D-Druck?

Die meisten 3D-Technologien drucken in einer Farbe. Mit einem Qualitäts-3D-Drucker und Filament können Sie jedoch schöne Details und leuchtende Farben erzielen.

Sie haben drei Kategorien von 3D-Multicolor-Druckern für Ihre Druckbedürfnisse:

1. Hobbyist-Multicolor-Drucker: Praktischer 3D-Drucker für Hobbyisten. Kosten unter 2.000 $. Multicolor-Kit meist unter 500 $. Hobbyist-Lösungen finden sich im DIY-Bereich – weil sie auf typischen Desktops passen.
2. Professionelle Multicolor-Drucker: Präziser und teurer. Perfekt für Produktentwicklung und Prototyping. Passen ins Büro, kosten über 10.000 $.
3. Industrielle Multicolor-Drucker: Keine Größen- oder Finanzrestriktionen. High-End-Maschinen, ideal für Endfertigung, Manufacturing und Rapid Prototyping. Passen meist in große Büros und Fabriken, die komplexe Objekte mit mehrfarbigen Teilen drucken.

Wie 3D-druckt man in mehreren Farben?

Typischerweise erstellen die meisten Maker Mehrfarbmodelle durch Bemalen. Auch durch andere Post-Processing-Farbauftragsmethoden nach dem Druck.

Bei komplexen Objekten wird nachträgliches Bemalen jedoch nahezu unmöglich. Die Option: Von Anfang an mit Farbe drucken.

Multicolor-3D-Druck funktioniert auf zwei Wegen: Direct Color Printing und Indirect Color Printing. Beim direkten Druck nutzen Sie farbige Filamente während der Objekterstellung.

Diese Methode arbeitet mit Fused Deposition Modeling Technologie – ermöglicht exzellente Details und leuchtende Farben. Sie hängt jedoch von Ihrem Drucker und der Filamentqualität ab.

Indirektes Drucken ist präziser als direktes Drucken und erlaubt realistische Erscheinung Ihrer 3D-Drucke. Beachten Sie: Indirektes Drucken erfordert professionelles Wissen.

Was müssen Sie bei beiden Techniken beachten? Sie können Farben nicht mischen – daher nicht fotorealistisch. Andererseits erfordert indirektes Drucken CMYK-Farbmodi, die Sie vor Druckmodellvorbereitung berücksichtigen müssen.

Wie funktioniert Multicolor-3D-Druck?

Unter direktem 3D-Druck: Multiple-Extruder, Multiple-Nozzle, Splicing und Swapping. Unter indirektem: Multi-Jet Fusion und Material Jetting.

Multiple Extruders und Nozzles Fused Deposition Modeling

Multiple-Extruder-FDM ist eine direkte Farb-3D-Drucktechnik, bei der 3D-Drucker mehrere Extruder und Düsen haben.

Bisher war diese Technik relevant für lösliche Stützstrukturen. Sie können sie aber auch für zwei verschiedene Filamentfarben nutzen. Es gibt Drucker mit bis zu vier Extrudern.

Die Extruder speisen die Düse(n) mit den Farben, die Sie in Verbindung mit den Druckmaterialien wünschen.

Diese Methode hilft, Multicolor-Objekte durch Sorgfalt und Kalibrierung für exzellente Outputs zu produzieren. Mehrere Düsen vermeiden übermäßige Retraktion für verwendete Filamente.

Single Extruder (Swapping / Filamentwechsel)

Sie können farbige Modelle selbst mit nur einem Extruder erzielen. Indem Sie für mehrere Aufgaben einstellen, während Sie die 3D-Dateien zum Drucken senden.

Hier produziert Ihre Slicer-Software einen G-Code, der Ihren Farb-3D-Drucker anweist, nach einer bestimmten Dauer aufzuhören. Dann können Sie Filamente wechseln und den Druckjob neu starten.

Da Swapping verlangt, dass Ihr 3D-Drucker einen Druckkopf hat für Multicolor-Druck, zieht die Düse das alte Filament zurück und fügt neues ein, wenn Sie einen Farbwechsel brauchen.

Diese Techniken erfordern Purging (Spülen), um verwendetes Filament vor Ablage des neuen zu bereinigen. Gleichzeitig verschwenden sie Material und Zeit.

Um das Risiko zu reduzieren, können Sie gefärbte Filamente kombinieren. Dann spezifische Anweisungen in Ihr Modell aufnehmen und die Farbe für jeden Teil festlegen.

Splicing (Filament-Spleißen)

Beim Splicing schneiden und verbinden Sie verschiedene Farben auf unterschiedlichen Materialien. Dieser Prozess veranlasst den Drucker, kontinuierlich ohne Stopps zu drucken – ermöglicht Single-Extruder-Farbdruckern Farbwechseloperationen. Dazu gehören Purging, Retraction, Düsenwischen etc.

Einige Drucker mit dieser Technik erlauben Mehrfarbdruck, da sie verschiedene funktionale Teile mit bis zu vier Filamenten haben.

Material Jetting

Additive Fertigung Material Jetting ist präzise 3D-Drucktechnologie. Diese nutzt Jet-Farb-3D-Drucker.

Diese Drucker geben Tinte als Polymertropfen ab, die durch UV-Licht ausgehärtet werden. Die Drucker entwickeln vollständige Farbteile mittels CMYK-Tinten. Somit bieten die Farbtropfen eine volle Palette an Schattierungen.

Multi-Jet Fusion

Multi-Jet Fusion nutzt Pulverpolymere statt löslicher Stützen. Es unterscheidet sich von anderen Technologien, da Sie jedes neue Agenten-Layer und Basismaterial auf der ehemaligen geschmolzenen Schicht platzieren.

Material Jetting und Multi-Jet Fusion sind zwei Non-FDM-Multicolor-Methoden für farbige Multicolor-Drucke.

DIY Multicolor

Zuerst: Do-it-yourself Multicolor-Drucke sind kostspieliger und komplizierter als typischer Druck. Sie benötigen Pre-Print-Färbungs- und Post-Coloring-Techniken und -Fähigkeiten.

Was sind diese Fähigkeiten?

Für Pre-Print-Färbung: Sie können Ihre Modelle nicht vollständig färben und Farbänderungen nicht vorhersagen. Warum?

Weil diese Technik vorbereitend ist und nicht Ihrem Modelldesign folgt. Sie können das Modell jedoch für 3D-Druck von Mischungen, Farben und Blends nutzen.

Hier haben Sie verschiedene gefärbte Filamente: Multicolor-Filament (ein gefärbtes Filament mit allen Farbschattierungen) – für Skulpturen und Vasen nutzbar. Auch Color-Change-Filament (mehrere Farben, aber die Farben ändern sich nicht). Schließlich Nylon-Filament, das einen sauberen Färbeeffekt erzeugt.

Post-Print-Färbung hilft Ihnen, multicolorierte Drucke zu erzielen, während Sie Zeit sparen. In diesem Schritt sollten Sie auf Details achten – Pinsel für perfekte Details nutzen.

Im Post-Processing haben Sie auch Water Marbling (Hydro Dipping): Unlösliche Farbe mit Wasser mischen.

Diese Mischung erzielt ein chaotisches, ästhetisch ansprechendes Muster. Dann tauchen Sie Ihr Modell in die Farbe, damit sie am Modell haftet.

Multicolor-3D-Druck unterstützte Technologien

Mehrere Technologien erlauben standardmäßig Multicolor-Druck. Diese finden Sie jedoch nur in professionellen 3D-Druckern.

PolyJet-Technologie hat ein System, bei dem kleine Harztröpfchen auf Druckobjekte gestreamt werden.

Diese Technologie erlaubt, die Tröpfchen vor Ablage auf dem Objekt zu färben – resultiert in vollfarbigen 3D-Teilen. PolyJet-Materialien drucken multiple Materialien, einschließlich wachsartigem Stützmaterial für den Druck.

Sie haben auch Binder Jetting: Der Drucker bringt einen Binder auf ein gepulvertes Substrat auf. Sie färben den Binder vor der Ablage.

Der Farbstoff im Bindemittel blutet in das Pulver aus. Daher produziert der Prozess weniger knackige Ergebnisse als PolyJet-Druck.

Color Kit Resin (Farbsatz Harz)

Stereolithografische Harze kommen in limitierten Farben, die Hersteller auswählen. Diese Farbbeschränkung restrictet Produktingenieure und Designer bei der Erstellung ähnlicher Prototypen.

Doch einige Color Kits ermöglichen Ingenieuren und Produktdesignern, ähnliche Prototypen zu erstellen. Diese Kits haben Magenta, Schwarz, Gelb, Weiß und Cyan – ein volles Spektrum mit verschiedenen Farben.

Was noch? XYZprinting da Vinci Color Mini (bei Amazon prüfen) ist kompakter. Er hat ein optionales Lasergravur-Modul, das Ihre Druckprojekte individualisiert.

Er wurde vom kanadischen Unternehmen Mosaic Manufacturing gelauncht. Dieser Multi-Material-Drucker ermöglicht professionelle komplexe Drucke mit realistischen Farben.

Zusammenfassung

Typische 3D-Drucktechnologien drucken nur in einer einzigen Farbe. Viele Maker, die Mehrfarbdrucke erstellen, verlangen Bemalung mit einer Farbe. Doch Mehrfarberstellung erfordert Post-Processing-Techniken wie Water Marbling.

Fazit: Sie können farbige 3D-Modelle mit den obigen Techniken erstellen – egal ob Hobbyist oder professioneller 3D-Künstler.