Table of Contents
Hobbymatig 3D-printen voor de lol of projecten is cool en met kleuren rechtstreeks uit de printer is het het coolste 3D-printobject ooit. 3D-printen in twee of meerkleuren of zelfs met meerdere materialen is al mogelijk sinds de eerste release van open-source 3D-printing. De MakerBot Dual Extruder uit 2013 was de eerste grote stap voor consumenten meerkleurige/multi-materiaal 3D-printers, die sindsdien snel zijn gegroeid.
Kunnen 3D-printers meerkleurig printen?
Het lijdt geen twijfel dat FDM/FFF-technologie 3D-printen het gemakkelijkst en goedkoopst is om meerkleurige 3D-printprojecten te produceren, waardoor de ontwikkeling zowel voor de consumenten- als de industriële markt aanzienlijk is verbeterd. Typen materialen en kleurvariaties voor 3D-printerfilament zijn belangrijke onderwerpen en attracties geworden om te laten zien in de 3D-printingindustrie. Zelfs veel leveranciers en producenten van 3D-filamentmateriaal brengen nu aantrekkelijk meerkleurig 3D-printfilament uit dat goed wordt ontvangen op de markt. Als we de kleur van de printmodellen exact willen controleren, moeten we de verschillende kleuren filament verwisselen om 3D te printen.
Hier zijn technologische methoden voor kleuren 3D-printen beschikbaar in filament 3D-printen op de markt.
Laagkleurverandering (Pauze/Hervat)
Dit is de basismethode om kleur te creëren voor 3D-printen door handmatig het filament te wisselen met andere kleuren met behulp van Pauze/Hervat tijdens het printproces. Dit is een tijdrovend en vervelend proces, aangezien een gebruiker het hele proces moet bijwonen en filament moet laden en lossen voor kleurverandering. Deze methode verandert alleen de kleur in de Z-asrichting, dus het is alleen een laagkleurverandering. Er is geen manier om met deze methode XY-kleurverandering uit te voeren.
Dubbele kop / 2in1out Hot end / IDEX
Dit baanbrekende basisidee kwam van MakerBot in 2013, dat een dubbele kop gebruikt, zodat 3D-printfillament 2 kleuren of zelfs 2 materialen in 1 werkproces kan printen. Gebruikers hoeven geen kleurwijzigingen bij te wonen en alles wordt automatisch afgehandeld. Meer verbeteringen en variaties van dit idee kwamen naar de 3D-printindustrie, zoals een dubbele of meervoudige invoer met één uitvoer hot-end/nozzle of dubbele X-as hoofdbeweging (IDEX / Onafhankelijke Dubbele Extruder).
Dubbele kop en IDEX is een eenvoudig proces - de printer extrudeert het materiaal op de kop die is toegewezen voor dat specifieke model. Ja, er is altijd een apart 3D-model nodig om elke afzonderlijke kop te verwerken.
Het proces met dubbele/meerdere in- en één-uitgang is ingewikkelder, aangezien de 3D-printer een intrekmechanisme gebruikt om materiaal uit de hot-end te trekken en nieuw materiaal uit een andere extruder te duwen. Dit mechanisme is alleen toepasbaar met een Bowden-stijl extruder.
Meerkleurige kit (filament wisselen)
Mozaïekpalet
In 2015 lanceerde Chris Labelle een nieuwe add-on machine genaamd Mosaic Palette, die 4 materialen kan mengen met behulp van een snij- en fusiemachine (ook wel splice genoemd) om meerkleurig filament te creëren, en van daaruit kan filament naar elke 3D-printer worden gevoerd. Dit was een enorm idee, omdat met deze methoden niet alleen 4 kleuren 3D-printfillament kunnen worden geproduceerd, maar veel meer dan dat. Deze machine heeft integratie met slicer-software nodig om te functioneren en het is geen gemakkelijke voorbereidingstaak. Het andere nadeel is dat dit alleen kan worden uitgevoerd met PLA vanwege de materiaaleigenschappen.
Prusa MMU en Gereedschapswisselaar
Als pionier in de consumenten 3D-printindustrie bracht Prusa ook meermateriaal meerkleurige add-on-units uit in hun creatieve productlijn. Het mechanisme is om het filament uit de extruder te trekken tot aan de wisselaar. Dit wisselmechanisme neemt veel tijd in beslag, maar is goedkoop en eenvoudig te implementeren.
Prusa biedt ook een andere, efficiëntere meerkleurige oplossing, genaamd de Tool Changer. De extruder en de nozzle zijn gescheiden. Eén printer kan tot 9 extruders hebben, waardoor hij met 9 kleuren kan printen. Wanneer één kleur filament een sectie van de print heeft voltooid, scheidt die extruder zich van de nozzle en past een andere extruder op de nozzle om het 3D-printen voort te zetten.
Prusa MMU
ERCF / SMuFF
Enrage Rabbit Carrot Feeder (ERCF) en Smart Multi Filament Feeder (SMuFF) zijn vergelijkbaar met de externe modules van Prusa MMU. Beide eenheden zijn OpenSource ontwikkelingsprojecten en zijn alleen beschikbaar als DIY-projecten in plaats van uitgebrachte consumentenproducten.
BambuLabs AMS
De eerste release van de populaire BambuLabs 3D-printer kwam direct met multi-materiaal / meerkleurige opties genaamd AMS (Automatic Multi Material Module). Het mechanisme van de module is ook vergelijkbaar met het Prusa MMU-systeem en trekt het filament terug tot aan de module-eenheid. De populariteit hiervan komt doordat het eenvoudig te implementeren en te onderhouden is. Het goede aan BambuLabs is dat ze een geïntegreerd omgevingssysteem bieden, zodat gebruikers niet hoeven te knoeien met het instellen van de 3D-printer en zonder veel gedoe direct in kleur kunnen printen.
Meerkleurig 3D-printen vereist een apart STL 3D-model om elke kleur te printen. Dit is een must, aangezien de slicing software elk proces alleen herkent op basis van 1 solide model.
Alle multi-color uitwisselingsprocessen van filament 3D-printing verbruiken zeker veel afvalmateriaal en veel meer tijd. Dit wordt een purge / wipe systeem genoemd, zodat de vorige filamentkleur volledig schoon is van de hotend en nozzle. Bij single nozzle multi-color 3D-printing is het vermijden van multi-brand / multi-materiaal (bijvoorbeeld van PLA naar ABS) een must. Succesvol multi-color 3D-printing vereist een stabiele flow en temperatuur.
Hier zijn twee belangrijke tips om afvalmateriaal te verminderen:
- Meerkleurig klein object - print meerdere. Eén klein printobject zal bijna evenveel tijd besteden aan het uitwisselingsproces en afvalmateriaal gebruiken als meerdere objecten. Dus in plaats van er slechts één te printen, voeg er dan een paar toe in één printproces.
- Gebruik infill als een purge tower overgangsproces. Huidige meerkleurige slicers zoals Prusaslicer of Orcaslicer hebben de optie om infill als een purge tower te gebruiken tijdens de filamentuitwisselingsfase. Dit zal zeker tijd en afvalmateriaal verminderen.
Meerkleurig 3D-printen is favoriet bij consumenten, omdat het direct in kleur kan 3D-printen zonder al te veel handmatige handelingen en nabewerking. Enkel mondstuk kleuren FDM 3D-printen is nog steeds betaalbaar voor de meeste gebruikers in vergelijking met andere 3D-printtechnologieën.
——————————————————
