Окраска

Окраска моделей и деталей, напечатанных на 3D-принтере

Обзор

Прочные детали из термопластиков промышленного уровня, полученные по технологии FD, можно отшлифовать и окрасить для улучшения внешнего вида функциональных прототипов и конечных изделий.

Гладкие и красивые уже на выходе из камеры построения модели, полученные по технологии PolyJet, можно красить без полировки, чтобы прототип по визуальным и тактильным ощущениям был в точности похож на конечное изделие.

Окраска FDM деталей

FDM-детали принято считать идеальными для создания прототипов, проведения исследований и создания “скрытых” частей готовой продукции. Также иногда полагают, что FDM детали трудно довести до уровня, требуемого для моделей, которые нужно фотографировать, или показывать, или которые должны быть видимыми частями изделия. FDM технология это процесс аддитивного синтеза, который строит пластиковые детали слой за слоем на основе данных из CAD файлов. FDM детали можно отделать или покрасить в косметических целях практически для любого применения. Это означает, что в настоящее время можно сохранить преимущества по стоимости, разнообразию конструкций и экономии времени, которые присущи FDM, для использования в широком спектре новых приложений.

Контуры применения

Конечная обработка FDM деталей требует терпения, опыта и знаний. Следует строить детали с максимально возможно хорошей поверхностью, чтобы минимизировать шаги финишной обработки. Важно заметить, что внутренние полости обрабатывать труднее и это нужно учитывать при проектировании детали. Но внутренние поверхности часто можно не обрабатывать и не окрашивать, поскольку они невидимые. Используйте высокое разрешение при конвертировании CAD модели в STL-файл. Файлы с низким разрешением будут иметь фаски, для устранения которых потребуется длительная финишная обработка.

Стройте модель, используя либо сплошной, либо разреженный стиль заливки. Ориентируйте деталь вертикально, чтобы минимизировать видимые ступени, поскольку на их удаление потребуется дополнительная шлифовки или заполнение. Выбирайте материал, имея в виду способ последующей финишной обработки. Наиболее легкими с точки зрения финишной обработки являются ABS-M30 и прочие ABS материалы. Другие материалы также можно окрашивать, но для этого может потребоваться больше усилий на предварительную финишную обработку.

Рассмотрите возможность использования более высокого разрешения печати, если изделие имеет много деталей или сложную криволинейную поверхность. Более тонкие слои позволяют получить большую детализацию и меньшую пористость, так что получающиеся модели будет легче обрабатывать. Используйте последнюю версию программного обеспечения Stratasys Insight с установкой стиля “visible surfaces” (видимые поверхности) в значение “enhanced” (улучшенные).

Удалите поддержку вручную или с использованием станции удаления WaterWorks. Если используется станция удаления поддержки, промойте деталь от раствора и просушите ее под вентилятором.

Выполните первоначальное химическое сглаживание внешней поверхности, используя либо станцию сглаживания Finishing Touch Smoothing Station, либо кисть с нанесенным сольвентом (дополнительно).

Нанесите тонкий слой грунтовки (дополнительно) для визуализации областей, которые нужно зашпатлевать. Позвольте высохнуть и затем нанесите шпатлевку на области модели, где необходимо и дайте шпатлевке схватиться. Отшлифуйте шпатлевку и очистите детали средством для удаления воска и жира. Нанесите первый слой грунтовки.

Проверьте модель на наличие недостатков и устраните их шпатлевкой или наждачной бумагой.

Проведите мокрую шлифовку и обезжиривание. Нанесите второй слой грунтовки, если нужно и повторяйте процедуру до тех пор, пока поверхность не достигнет требуемого качества. Затем нанесите один или два слоя краски и лак (матовый или глянцевый) для защиты краски.

Опыт Заказчиков

Компания Product Development Solutions (PDS) это сервисное бюро, оказывающее услуги по прототипированию и производству, специализирующееся на станках с ЧПУ и литье уретановых деталей для широкого спектра отраслей промышленности, включая медицину, аэрокосмическую промышленность и потребительские товары. PDS не проектирует модели прототипов, а только оказывает услуги по финишной обработке и окраске прототипов Заказчиков. Например, клиентом PDS является компания MR Instruments, которая разрабатывает РЧ-катушки для оборудования МРТ (магниторезонансной томографии).

Традиционные подходы для построения катушек для машин МРТ включает обработку на станках с ЧПУ и вулканизацию при комнатной температуре (RTV) отливки из силиконовой резины. Эти подходы могут быть дорогими и затратными по времени. Многие компании, производящие МРТ аппараты начинают использовать FDM детали для производства катушек.

“До сих пор использование FDM деталей было в основном ограничено исследованиями, потому что многие производители МРТ полагали, что FDM детали не могут быть обработаны до уровня, требуемого для машин, которые будут использоваться в медицинской практике” - говорит David Reasor менеджер по продажам PDS. “Мы применили наш опыт в финишной обработке литых и обработанных деталей для разработки методов финишной обработки FDM деталей, удовлетворяющих косметическим требованиям, предъявляемым к аппаратам МРТ, используемым в больницах и клиниках“.

Компания MR Instruments ранее тратила около $850 для создания катушки высокого качества для маркетинга и производства. На это требовалось около 7 дней. Теперь компания покупает обработанную и покрашенную FDM деталь в сервисном бюро PDS. Полная стоимость всего $320 и время изготовления сокращается до 5 дней.

Окраска PolyJet моделей

Когда требуется получить высококачественный прототип, который настолько безупречно близок к конечному продукту насколько это возможно, лучше всего подходит технология 3D-печати PolyJet. Прототипы, напечатанные на 3D принтере Objet, строятся из очень тонких слоев, которые не видны невооруженным глазом, поэтому модели имеют гладкую, безупречную поверхность, которая легко может подойти для конечного продукта.

PolyJet-модели могут быть окрашены или декорированы сразу же после печати без дополнительной подготовки или полировки. Для окраски можно использовать имеющиеся в продаже акриловые краски и лаки. Достаточно небольших навыков чтобы достичь реализма конечного продукта при окраске моделей для концептуального моделирования. Основывайте важные решения относительно конечных продуктов, на точном, однозначном и убедительном сходстве ваших моделей с этими конечными продуктами.

Подробнее об окраске

В данном документе представлено руководство для пользователей систем 3D-печати Objet о том, как улучшить деталировку, цветность и творческую составляющую моделей из материала FullCure путем применения специальной техники окраски.

Создание реалистичных FullCure моделей с подчеркнутыми особенностями и деталями требует базовых художественных навыков и использования определенных материалов. Для создания иллюзии свойств различных материалов можно сочетать различные техники окраски. Эти техники можно применять к любым FullCure моделям и сборочным узлам.

Примеры, разобранные в данном документе, были применены к моделям, созданным Legacy Effects для маркетинговой компании компьютерной игры Microsoft’s Halo 3. Фотографии отображают модели, которые были напечатаны из материала FulCure и специально окрашены для подчеркивания внешнего вида поврежденной брони, а также пострадавшей от непогоды кожи, плоти и меха.

Методы постобработки для достижения реалистичных характеристик

1. Очистка

Основой для эффективного и надежной окраски модели является тщательная финишная пост-обработка. (Примечание: благодаря природе модели и качеству печати, шлифовка не требовалась).

  • Сначала удалите вес материал поддержки, используя станцию удаления поддержки WaterJet.
  • Замочите модель в 2% водном растворе NaOH примерно в течение 30 минут
  • Промойте модель снова в станции WaterJet, чтобы удалить все остатки
  • Дайте модели полностью высохнуть
  • Очистите поверхности при помощи мягкой ткани без ворса, смоченной спиртом (>90%)


2. Грунтовка

Рекомендуется грунтовать модели для того, чтобы улучшить адгезию пигмента и сгладить текстуру поверхности. В случае, описываемом здесь, в качестве нейтральной основы фонового цвета использовалась матовая грунтовка, наносимая в виде спрея.

  • Нанесите грунтовку ровным слоем на все поверхности модели
  • Дайте грунтовке полностью высохнуть


3. Нанесение цветов блоками (Color Blocking)

Color Blocking это техника, которая упрощает окраску путем нанесения различных цветных красок на большие площади в качестве основы для последующего нанесения слоев. Закрасьте сплошные области при помощи:

  • Акриловых красок
  • Акриловых и акварельных кистей

4. Послойное нанесение цветов

Покраска каждой цветной области различными тонами и типами цветов создает глубину и размер. В этом примере серебряные доспехи были сначала окрашены в синий цвет, а затем щеткой было нанесено серебряное покрытие, так чтобы синий виднелся из-под серебра. Третий слой цвета жженой умбры был затем грубо нанесен сухой кистью на серебро, придавая этим областям грязный и заношенный вид. Красьте послойно различными цветами, чтобы создать желаемый эффект. Используемые материалы:

  • Акриловые краски
  • Акриловые и акварельные кисти

5. Подчеркивание деталей

Внешний вид модели можно усилить, добавив цветового контраста и четкости. Эта техника требует затемнения областей тени, а также осветление отражающих поверхностей.

  • Окрасьте верхние поверхности светлыми и яркими цветами и подчеркните края более темными тонами
  • Натрите пигментным или позолоченным кремом выступающие участки для создания бликов.
  • Для покраски мелкие деталей используйте кисти соответствующего размера.

Используемые материалы:

  • Акриловые краски / эмаль
  • Позолоченный крем
  • Акриловые и акварельные кисти

6. Создания эффекта поношенности и потрепанности

Видимость заношенности и потрепанности можно достичь некоторыми нетрадиционными методами. В этом примере модель была поцарапана и проколота различными инструментами (при этом нужно быть аккуратными, чтобы не сломать важные детали). Создание эффекта потрепанности можно также достичь легким разбрызгиванием краски или нанесением мелких пятнышек.

  • Создайте случайные повреждения путем царапания модели различными инструментами
  • Нанесите пятна пигмента на модель сухой кистью для создания запачканных областей
  • Нанесите мелкие пятнышки на модель, окунув зубную щетку в пигмент и распыляя краску, проводя большим пальцем по щетинкам зубной щетки

Используемые материалы:

  • Акриловые краски
  • Кухонный нож, вилка, отвертка
  • Зубная щетка

7. Финишное покрытие

Рекомендуется покрыть окрашенную модель для защиты окрашенной поверхности и достижения желаемого блеска. В этом примере на руку было нанесено прозрачное матовое покрытие. Более толстое блестящее покрытие было нанесено кистью на ногти и окровавленные области брони.

  • Нанесите на модель прозрачное финишное покрытие
  • Нанесите глянцевое покрытие на детали, которые должны выглядеть мокрыми.

Используемые материалы:

  • Прозрачный лак или глазурь для покрытия в виде спрея
  • Кисть для лака (жидкой полироли для пола или лака для ногтей)

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • Широкоформатные сканеры, купить лазерный плоттер А0, МФУ А0, широкоформатный принтер А0, широкоформатный фальцовщик A0, OKI LP-761