멀티컬러 3D 프린팅, 정말 가능할까? 생생한 출력을 위한 기술 탐구

3D 프린팅은 다재다능하여 취미생활자, 3D 아티스트, 디자이너, 건축가로서 키보드 캡 같은 거의 모든 것을 출력할 수 있습니다.

그러나 멀티컬러 3D 프린팅은 일반적인 3D 프린팅이 기술에 관계없이 단일 색상만 출력하기 때문에 도전 과제입니다.

이 한계는 세밀한 디테일을 달성하거나 색상 패턴을 사용하려는 경우 특히 문제가 됩니다. 따라서 멀티컬러 3D 프린팅은 다양한 출력 문제에 대한 다양한 솔루션을 제공합니다.

컬러 3차원 프린팅은 직접 및 간접 프린팅을 포함한 여러 범주로 나뉩니다.

이 기사는 DIY, 용융 적층 모델링(FDM), 비FDM 멀티컬러 출력 솔루션, 멀티컬러 프린트를 만드는 기술을 포함한 3D 프린팅에 대한 유용한 가이드입니다.

3D 프린터가 멀티컬러로 출력할 수 있을까? 멀티 컬러 3D 프린팅이 존재하나?

대부분 3차원 기술은 단일 색상으로 출력합니다. 그러나 품질 좋은 3D 프린터와 필라멌으로 멋진 디테일과 선명한 색상을 얻을 수 있습니다.

출력 필요에 맞는 3가지 카테고리의 3D 멀티컬러 프린터가 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:

1. 취미용 멀티컬러 프린터는 취미생활자에게 편리한 3D 프린터입니다. 이 취미용 프린터는 2000달러 미만입니다. 보통 500달러 미만의 멀티컬러 키트를 가집니다. 취미용 멀티컬러 솔루션은 DIY에 등장합니다. 왜냐면 일반적인 데스크탑에 맞기 때문입니다.
2. 둘째, 전문가용 멀티컬러 프린터가 있습니다. 더 정밀하고 비쌉니다. 제품 개발과 프로토타이핑에 완벽합니다. 또한 이 프린터는 사무실에 맞으며 10000달러 이상입니다.
3. 마지막으로 산업용 멀티컬러 프린터가 있습니다. 크기나 재정적 제약이 없습니다. 이 장비는 고급 기계로 최종 사용 생산이나 제조 및 신속 프로토타이핑에 이상적입니다. 대부분 복잡한 물체를 멀티컬러 부품으로 출력하는 대형 사무실과 공장에 적합합니다.

여러 색상으로 3D 프린팅하는 방법

일반적으로 대부분의 메이커는 도색이나 출력 후 색상 추가 후처리 방법으로 다색 모델을 만듭니다.

그러나 복잡한 물체를 출력하면 사후 도색이 거의 불가능해집니다. 따라서 처음부터 색상으로 출력하는 옵션이 있습니다.

멀티컬러 3D 프린팅은 두 가지 방식으로 작동합니다. 직접 컬러 프린팅과 간접 컬러 프린팅이 있습니다. 직접 프린팅에서는 물체를 만들면서 컬러 필라멌을 사용할 수 있습니다.

이 방법은 용융 적층 모델링 기술과 작동하여 훌륭한 디테일과 선명한 색상을 가능하게 합니다. 그러나 프린터와 필라멌 품질에 의존합니다.

이 기술은 직접 프린팅보다 더 정밀하여 3D 프린트의 사실적인 외관을 달성하게 합니다. 간접 프린팅은 전문 지식이 필요하다는 점에 유의하세요.

두 기술에서 무엇을 주목해야 할까요? 색상을 혼합할 수 없으므로 포토리얼리스틱하지 않을 수 있습니다. 반면 간접 프린팅은 프린터 모델 준비 전 고려해야 할 CMYK 컬러 모드를 요구합니다.

멀티컬러 3D 프린팅은 어떻게 작동하는가?

직접 3D 프린팅 하에는 다중 익스트루더, 다중 노즐, 스플라이싱, 스와핑이 있습니다. 간접 하에는 멀티젯 퓨전과 재료 젯 퓨전이 있습니다.

다중 익스트루더 및 노즐 용융 적층 모델링

다중 익스트루더 FDM은 3D 프린터가 여러 익스트루더와 노즐을 가진 직접 컬러 3D 프린팅 기술입니다.

이전에는 이 기술이 용해성 서포트 구조 출력에 관련있었습니다. 그러나 두 가지 다른 필라멌 색상으로 출력하는 데도 기술을 사용할 수 있습니다. 네 개의 익스트루더를 가진 다양한 프린터도 있습니다.

익스트루더는 원하는 색상을 프린팅 소재와 함께 노즐에 공급합니다.

이 방법은 훌륭 출력을 위한 주의와 캘리브레이션을 통해 다색 물체 생산을 돕습니다. 다중 노즐은 사용된 필라멌에 과도한 리트랙션이 없도록 보장합니다.

단일 익스트루더 (스와핑)

프린터에 익스트루더가 하나라도 다색 모델을 달성할 수 있습니다. 3차원 파일을 출력용으로 보낼 때 여러 작업으로 설정하면 됩니다.

여기서 슬라이싱 소프트웨어는 일정 시간 후 출력을 중단하도록 컬러 3D 프린터에 지시하는 G코드를 생성합니다. 그런 다음 필라멌을 교체하여 프린트 작업을 재시작할 수 있습니다.

스와핑은 3D 프린터에 하나의 프린트 헤드가 있어 멀티컬러 프린트를 달성해야 하므로, 노즐이 3D 프린터의 오래된 필라멌을 리트랙트하고 색상 변경이 필요할 때 새 필라멌을 삽입합니다.

이 기술들은 사용된 필라멌을 클리어하기 위해 퍼징(purging)을 요구하며 새 필라멌을 증착하기 전에 퍼징합니다. 동시에 이 방법은 소재와 시간을 낭비합니다.

따라서 위험을 줄이려면 컬러 필라멌을 결합할 수 있습니다. 그런 다음 모델에 특정 지시를 포함하고 각 부분의 색상을 지정하세요.

스플라이싱 (Splicing)

스플라이싱에서는 다양한 색상을 다른 소재에서 자르고 연결합니다. 이 공정은 프린터가 퍼징, 리트랙션, 노즐 와이핑 등 색상 변경 작업을 수행하면서 중단 없이 연속 출력하게 합니다. 이 작업들은 퍼징, 리트랙션, 노즐 와이핑 등을 포함합니다.

이 기술을 가진 일부 프린터는 최대 4개 필라멌까지 다양한 기능성 부품을 가지고 있어 여러 색상을 사용하여 출력할 수 있습니다.

재료 젯팅 (Material Jetting)

적층 제조 재료 젯팅은 정확한 3차원 프린팅 기술입니다. 이 기술은 젯 컬러 3D 프린터를 활용합니다.

이 프린터들은 폴리머 방울로 잉크를 방출하며 자외선으로 경화됩니다. 프린터들은 CMYK 잉크를 사용하여 완전한 컬러 부품을 개발합니다. 따라서 컬러 방울이 전체 음영 제품군을 제공합니다.

멀티젯 퓨전 (Multi-Jet Fusion)

멀티젯 퓨전은 용해성 서포트 대신 분말 폴리머를 사용합니다. 이전 용융 층 위에 각 새로운 에이전트 층과 기본 프린팅 소재를 배치하기 때문에 다른 기술과 다릅니다.

재료 젯팅과 멀티젯 퓨전은 컬러 멀티컬러 프린트를 만드는 두 가지 비FDM 멀티컬러 방법입니다.

DIY 멀티컬러

첫째, DIY 멀티컬러 프린트는 일반적인 프린팅보다 더 비용이 많이 들고 복잡합니다. 따라서 사전 출력 색칠과 사후 색칠 기술과 기술이 필요합니다.

이 기술들은 무엇인가?

사전 출력 색칠에서는 모델을 완전히 색칠하려고 시도할 수 없으며 색상 변화를 예측할 수 없습니다. 왜냐면?

이 기술이 준비 단계이고 모델 디자인을 따르지 않기 때문입니다. 그러나 믹스, 색상, 블렌드 3D 프린팅에 모델을 사용할 수 있습니다.

여기에는 멀티컬러 필라멌을 포함한 다양한 색상 필라멌이 있습니다. 멀티컬러 필라멌은 모든 색상 음영을 지닌 컬러 필라멌입니다. 조각상과 화병 제작에 사용할 수 있습니다. 또한 색상 변경 필라멌이 있는데 여러 색상을 가집니다.

그러나 그 색상들은 변하지 않습니다. 마지막으로 니트 염색 효과를 내는 나일론 필라멌이 있습니다.

사후 출력 색칠은 시간을 절약하며 멀티컬러 프린트를 갖게 도와줍니다. 이 단계에서는 디테일에 주의를 기울여야 하며 완벽한 디테일을 위해 붓을 사용할 수 있습니다.

후처리에서는 워터 마블링(Water marbling) 즉 하이드로 딥핑(Hydro dipping)도 있는데 불용성 페인트를 물과 혼합하는 것입니다.

이 혼합은 미학적으로 매력적인 혼돈 패턴을 달성합니다. 그런 다음 모델을 페인트에 담가 모델에 붙게 합니다.

멀티컬러 3D 프린팅 지원 기술

기본적으로 멀티컬러 프린팅을 허용하는 여러 기술이 있습니다. 그러나 이 프린팅 기술들은 전문 3D 프린터에서만 찾을 수 있습니다.

폴리젯 기술은 작은 레진 방울이 출력 물체에 스트리밍되는 시스템을 가집니다.

이 기술은 물체에 증착되기 전에 방울이 색칠되게 하여 완전한 컬러 3D 부품을 만듭니다. 폴리젯 소재는 프린팅에 사용되는 왁스 같은 서포트 소재를 포함한 여러 소재를 출력합니다.

바인더 젯팅도 있는데 프린터가 분말 기판에 바인더를 도입합니다. 증착 전 바인더를 색칠합니다.

결합제의 염료가 분말 속으로 번져 나갑니다. 따라서 폴리젯 프린팅보다 덜 선명한 결과를 생성합니다.

컬러 킷 레진 (Color Kit Resin)

광조형 레진은 제조사가 선택한 제한된 색상으로 나옵니다. 이 색상 제한은 제품 엔지니어와 디자이너가 유사한 프로토타입을 만드는 것을 제한합니다.

그러나 일부 컬러 킷은 엔지니어와 제품 디자이너가 유사한 프로토타입을 만들 수 있게 합니다. 이 컬러 킷은 마젠타, 블랙, 옐로우, 화이트, 시안 색상을 가지고 있어 다양한 색상으로 풀 스펙트럼을 만듭니다.

더 있나요? Xyzprinting da Vinci color mini(아마존 확인)는 더 콤팩트합니다. 출력 프로젝트를 커스터마이징하는 선택적 레이저 각인 모듈이 있습니다.

캐나다 회사 Mosaic Manufacturing이 출시했습니다. 이 멀티 소재 프린터는 사실적인 색상으로 전문적인 복잡한 프린트를 만들 수 있게 합니다.

마무리

일반적인 3차원 프린팅 기술은 단일 색상으로만 출력합니다. 다색 프린트를 만드는 많은 메이커들은 한 색상으로 도색하도록 요구합니다. 그러나 다색 생성에는 워터 마블링 같은 후처리 기술이 필요합니다.

결론적으로 취미생활자나 전문 3D 아티스트든 위 기술들을 사용하여 컬러 3D 모델을 만들 수 있습니다.