Multikleur 3D-printen: is het mogelijk? Ontdek de technologie voor levendige prints

3D-printen is veelzijdig, wat betekent dat je als hobbyist, 3D-artist, ontwerper of architect vrijwel alles kunt printen, zelfs toetsenbordkapjes.

Toch blijft multikleur 3D-printen een uitdaging, omdat de meeste 3D-printers standaard maar één kleur per print kunnen verwerken, ongeacht de toegepaste technologie.

Deze beperking is problematisch wanneer je fijne details of kleurpatronen wilt realiseren. Multikleur 3D-printen biedt daarom diverse oplossingen voor verschillende printvraagstukken.

Kleur 3D-printen valt uiteen in directe en indirecte printmethodes.

Dit artikel is een complete gids over 3D-printen, waaronder DIY-oplossingen, Fused Deposition Modelling (FDM), niet-FDM multikleur opties en de technieken voor multikleur prints.

Kunnen 3D-printers multikleur printen? Bestaat multikleur 3D-printen?

De meeste 3D-printtechnologieën printen in één kleur. Met een kwalitatieve 3D-printer en filament kun je wel mooie details en heldere kleuren bereiken.

Er zijn drie categorieën multikleur 3D-printers, afgestemd op jouw behoeften:

1. Hobbyistische multikleur printer: Een handzame 3D-printer voor de hobbyist, onder de $2000. De multikleur kit kost meestal minder dan $500. Deze oplossingen passen op een standaard bureaublad en zijn ideaal voor DIY-projecten.
2. Professionele multikleur printer: Preciezer en duurder (boven de $10.000). Perfect voor productontwikkeling en prototyping. Past in een kantooromgeving.
3. Industriële multikleur printer: Geen beperkingen in grootte of budget. High-end machines voor eindproductie, rapid prototyping en complexe meer kleurige onderdelen. Geschikt voor grote kantoors en fabrieken.

Hoe 3D-print je in meerdere kleuren?

Traditioneel maken makers multikleur modellen door na te printen te schilderen of andere post-processing technieken toe te passen.

Bij complexe objecten is naschilderen echter bijna onmogelijk. De oplossing is dan om direct in kleur te printen.

Multikleur 3D-printen werkt op twee manieren: directe kleurprint en indirecte kleurprint. Bij directe print gebruik je gekleurde filamenten tijdens het maken van het object. Deze methode werkt met FDM-technologie en levert uitstekende details en heldere kleuren op, afhankelijk van de printer- en filamentkwaliteit.

Indirecte print is preciezer en geeft een realistischere uitstraling, maar vereist professionele kennis. Let op: bij beide technieken kun je geen kleuren mengen, dus fotorealisme is beperkt. Indirecte print vereist CMYK-kleermodi die je moet overwegen voor je model voorbereidt.

Hoe werkt multikleur 3D-printen?

Onder directe 3D-print vallen: Multiple-Extruder, Multiple-Nozzle, Splicing en Swapping. Onder indirecte print: Multi-Jet Fusion en Material Jetting.

Meerdere extruders en nozzles (Fused Deposition Modeling)

Meerdere extruders FDM is een directe kleur 3D-printtechniek waarbij de printer over meerdere extruders en nozzles beschikt.

Vroeger werd dit gebruikt voor oplosbare supportstructuren, maar nu kun je ermee printen in twee of meer filamentkleuren. Er zijn printers met wel vier extruders.

De extruders voeden de nozzle(s) met de gewenste kleuren in combinatie met het printmateriaal.

Deze methode levert multikleur objecten op, mits zorgvuldige calibratie. Meerdere nozzles voorkomen overmatige retractie van gebruikte filamenten.

Enkele extruder (Swapping)

Ook met één extruder kun je kleurrijke modellen maken. Je stelt in de slicing software meerdere taken in: de printer stopt na een bepaalde tijd, je wisselt van filament en hervat de print.

Omdat swapping één printhead gebruikt, trekt de nozzle het oude filament in en duwt het nieuwe in bij een kleurwissel. Dit vereist purging (opschonen) wat materiaal en tijd kost. Je kunt dit beperken door gekleurde filamenten te combineren en specifieke kleurinstructies per modelonderdeel op te geven.

Splicing

Bij splicing knip en verbind je verschillende kleuren en materialen. De printer print continu zonder stops, wat single-extruder printers in staat stelt kleurwissels uit te voeren (purging, retraction, nozzle wiping). Sommige printers ondersteunen tot vier filamenten gelijktijdig.

Material Jetting

Additive manufacturing material jetting is een nauwkeurige 3D-printtechnologie. De printers spuiten polymere druppels die door UV-licht worden uitgehard. Ze bouwen volledige kleuronderdelen met CMYK-inkten, wat een vol kleurspectrum oplevert.

Multi-Jet Fusion

Multi-Jet Fusion gebruikt poederpolymers in plaats van oplosbare supports. Elke nieuwe agentlaag en basismateriaal wordt op de vorige gesmolten laag gelegd. Material Jetting en Multi-Jet Fusion zijn twee niet-FDM methoden voor gekleurde multikleur prints.

DIY Multikleur

DIY multikleur prints zijn duurder en complexer dan standaardprinten. Je hebt pre-print kleurtechnieken en post-print vaardigheden nodig.

Wat zijn die vaardigheden?

Voor pre-print kleur kun je je model niet volledig inkleuren noch kleurveranderingen voorspellen, omdat deze techniek voorbereidend is en niet volgt op het ontwerp. Je kunt wel gebruikmaken van:

• Multikleur filament: bevat alle kleurschakelingen, ideaal voor sculpturen en vazen.
• Kleurveranderend filament: heeft meerdere kleuren, maar verandert niet tijdens printen.
• Nylon filament: geeft een mooie verfkleureffect.

Post-print kleuren bespaart tijd en laat je details verfijnen met een penseel. Water marbling (hydro dipping) mengt onoplosbare verf met water voor een chaotisch, esthetisch patroon waarin je het model duwt.

Ondersteunde technologiën voor multikleur 3D-printen

Verschillende technieken ondersteunen standaard multikleurprint, maar vind je alleen in professionele printers.

PolyJet-technologie spuitt kleine harzdruppels op het printobject. De druppels worden gekleurd voordat ze worden gedeponeerd, wat volledig gekleurde 3D-onderdelen oplevert. PolyJet print meerdere materialen, waaronder een wasachtig supportmateriaal.

Binder Jetting brengt een binder op een poederachtig substraat. De binder wordt vooraf gekleurd. De verf in de binder trekt in het poeder, wat minder scherpe randen geeft dan PolyJet.

Color Kit Resin

Stereolithografische resin is beperkt in kleuren die de fabrikant selecteert, wat ingenieurs en ontwerpers belemmert bij het maken van realistische prototypes.

Sommige Color Kits stellen ingenieurs in staat prototypes te maken met een vol spectrum: Magenta, Zwart, Geel, Wit en Cyaan.

De Xyzprinting da Vinci Color Mini (check Amazon) is compact en heeft een optionele lasergraveermodule. Ontwikkeld door het Canadese Mosaic Manufacturing, stelt deze multi-materiaal printer je in staat professionele complexe prints met realistische kleuren te maken.

Conclusie

Standaard 3D-printtechnologieën printen maar in één kleur. Veel makers van multikleur prints schilders met één kleur. Voor echte multikleur zijn post-processing technieken als water marbling nodig.

Kortom: met de bovenstaande technieken kun je gekleurde 3D-modellen maken, of je nu hobbyist of professionele 3D-artist bent.