Wie man mehrfarbige 3D-Drucke erstellt

Was Mehrfarbigkeit bedeutet

Mehrfarbigkeit ist eine Reihe unterschiedlicher Strategien, die farbige Ergebnisse mit unterschiedlichen Kosten, Farbtreue und Haltbarkeit erzielen:

• Native In-Print-Farbe: Der Drucker trägt während des Druckvorgangs verschiedene farbige Materialien auf (z. B. Material-Jetting/PolyJet, Binder-Jetting Vollfarbe). Diese Verfahren liefern in der Regel die beste Farbtreue und feinste Details in einem einzigen Druckvorgang.

• Multi-Material-Einzeldurchlauf: Drucker mit mehreren Extrudern/Düsen oder Mehrfachzuführungssystemen wechseln während des Druckvorgangs die Materialien (üblich bei FDM/FFF).

• Sequenzielle Farbgebung durch Segmentierung: Drucken Sie verschiedenfarbige Teile separat und setzen Sie sie zusammen (nützlich, wenn enge Toleranzen erforderlich sind).

• Farbwechsel direkt am Drucker: Bei einem Drucker mit nur einer Düse kann der Druckvorgang unterbrochen und das Filament gewechselt werden.

• Nachbearbeitung der Farbgebung: Bemalung, Färbung, Tintenstrahlbeschichtung oder nach dem Drucken aufgebrachte Abziehbilder.

Native Farbverfahren sind zwar teurer, bieten aber eine hohe Farbtreue; Filamentwechsel und Montage sind zwar günstig, aber arbeitsintensiv; die Nachbearbeitung ermöglicht mehr Kontrolle, bedeutet aber zusätzliche Arbeitsschritte.

Bildquelle: Materialise

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Einfache Einstiegsmethode

Wenn Sie noch heute loslegen möchten und einen Standard-FDM-Drucker besitzen, ist die Filamentwechselmethode (Pause-and-Change) der schnellste Weg, mehrfarbige Teile zu erhalten.

Warum hier anfangen? Keine zusätzliche Hardware, minimaler Lernaufwand und günstig.

Was Sie benötigen

• Slicer, der „Pause bei Schicht“ / Filamentwechsel unterstützt (PrusaSlicer, Cura, Simplify3D usw.).

• Ein Modell, das mit Farbgrenzen vorbereitet wurde (entweder separate Netze oder eine geplante Schichtanzahl)

• Mehrere Filamentspulen (saubere Farben) und ein Reststück Filament zum Reinigen

Kurztipps

• Verwenden Sie eine Krempe/ein Floss, wenn Sie sich Sorgen um Wackeln bei manuellen Wechseln machen.

• Um den Start-/Endpunkt auf der Ebene zu verbergen, wählen Sie einen flachen horizontalen Streifen, an dem die Nähte weniger sichtbar sind.

• Falls es nach dem Filamentwechsel zu Unterextrusion kommt, muss vor dem Fortsetzen mehr Filament zugeführt werden.

Prosumer-Methode

Wenn Sie sauberere Übergänge oder mehrere Farben ohne ständiges Eingreifen wünschen, sind Prosumer-Optionen der nächste Schritt.

Optionen

• Dual- (oder Mehrfach-)Extruder: Zwei Düsen fördern gleichzeitig Material. Im Slicer weisen Sie jedem Extruder Teile- oder Netzfarben zu. Sie müssen die Düsenversätze kalibrieren und Materialüberläufe zwischen den Düsen minimieren.

• MMU / Mehrfachzuführungseinheiten: Einzelne Düse, aber automatischer Filamentwechsel (mehrere Filamentspulen werden in ein Hotend eingespeist). Geeignet für 4–5 Farben, je nach Modell.

• Farbmisch-Hotends: Durch das Mischen von Filamenten innerhalb der Schmelzzone lassen sich Farbverläufe und Farbmischungen erzeugen.

Wann verwenden?

Mehrfarbige Logos, Streifen oder komplexe Teile, die Sie in einem einzigen Druckvorgang mit relativ scharfen Konturen drucken möchten.

Industrielle Methoden

Wenn Sie höchste Farbtreue oder Produktionsläufe benötigen, wenden Sie sich an Industrieunternehmen oder Dienstleistungsbüros.

Materialstrahlen

• Funktionsweise: Es werden Tropfen aus farbigem Photopolymer versprüht und Schicht für Schicht ausgehärtet – so entstehen vollfarbige Teile mit sanften Farbverläufen und feinen Details.

• Anwendungsfälle: fotorealistische Prototypen, anatomische Modelle.

• Dateivorbereitung: Texturen und Farbkarten (verwenden Sie Formate, die Texturen oder 3D-Farben unterstützen) und Materialzuweisungen in der Drucksoftware festlegen.

Binder-Jet Vollfarbpulver

• Funktionsweise: Ein Tintenstrahlbindemittel mit Farbtinten bindet das Pulver selektiv; die Teile werden anschließend ausgehärtet, infiltriert und versiegelt.

• Anwendungsbeispiele: Figuren, vollfarbige Architektur- oder Produktmodelle.

• Fertigstellung: Infiltration (Verstärkung) und Versiegelung sind in der Regel erforderlich.

Harz-Workflows

• Harzwechsel: Kann für segmentierte Farben verwendet werden, wenn man einzelne Abschnitte drucken und diese verkleben kann. Ein Wechsel der Harzbehälter während des Druckvorgangs ist in der Regel unpraktisch.

• Nachbearbeitung nach dem Druck: Das Bemalen und Färben von ausgehärtetem Harz liefert oft die besten visuellen Ergebnisse für Miniaturen und Schmuckprototypen.

Praktischer Tipp

Bei anspruchsvollen Farbaufträgen spart die Beauftragung eines Spezialisten Zeit, da dieser sich um Farbmanagement, Texturen und Endbearbeitung kümmert.

Nachbearbeitung & Endbearbeitung

Die meisten mehrfarbigen Drucke profitieren von einer leichten Nachbearbeitung. Mit diesen Techniken lässt sich aus einem guten Farbergebnis ein hervorragendes erzielen.

Streichen und Abkleben

Verwenden Sie eine für Ihr Material geeignete Grundierung und kleben Sie anschließend scharfe Kanten mit schwach haftendem Klebeband ab, bevor Sie mit der Airbrush oder dem Pinsel lackieren. Dünne Farbschichten sorgen für Farbaufbau, ohne Details zu verdecken.

Färben und Beizen

Bestimmte Pulver und einige Harze nehmen Farbstoffe gut auf; Färbebäder oder kontrolliertes Färben können poröse Teile effizient einfärben.

Abdichtung und Infiltration

Für im Binder-Jetting-Verfahren hergestellte Teile ist häufig eine Infiltration (Epoxid- oder Cyanacrylatlack) zur Erhöhung der Festigkeit und anschließend eine Klarlackschicht zum Schutz der Farbe erforderlich. Je nach gewünschtem Finish wird ein matter oder glänzender Klarlack aufgetragen.

Klare Linien erzielen

Vor dem Lackieren abkleben, zwischen den dünnen Farbschichten fein schleifen und mit einem versiegelnden Klarlack abschließen. Beim FDM-Druck empfiehlt es sich, dünne Trennschichten zwischen den Farbzonen zu drucken, um die Schichtnähte zu kaschieren, oder mechanische Verbindungen (Schnappverbindungen) zu verwenden, die die Kanten abdecken.