Рекомендации по покраске 3D моделей (PLA, ABS, PETG, NYLON)

Несмотря на экструдеры, которые способны работать с разными материалами и потрясающее разнообразие цветов пластиков для 3D печати, вы все равно рано или поздно захотите разукрасить некоторые из своих 3D моделей. Самая распространенная причина - улучшить внешний 3D модели, особенно если вы печатаете на FDM 3D принтере, где модель формируется постепенным наслаиванием материала. Именно FDM 3D принтеры формируют модель с характерными линиями вдоль оси Z.

При окончательной отделке 3D модели небольшие полости между слоями шлифуются, заполняются или и то, и другое. Результат - более гладкая поверхность. Покраска также может помочь защитить модель от окружающей среды.

Эта статья разделена на две части: первая познакомит вас с различными методами покраски 3D модели, а вторая (надеюсь) ответит на все ваши мелкие вопросы о технике раскрашивания и о том, как это лучше всего сделать. Читайте дальше, чтобы разобраться как улучшить свои 3D модели с помощью краски!

Грунт - лучший друг краски

Грунтование напечатанной модели улучшает адгезию краски. При любом способе окраски (кроме окрашивания нейлона) использование грунтовки - хорошая идея. Считается, что спрей-грунтовка - самый простой способ получить хорошие результаты. Процесс использования праймера очень прост:

Очистите и отшлифуйте вашу 3D модель.
Грунтовку наносите тонкими ровными слоями.
Отшлифуйте после нанесения первого и последнего слоев, чтобы поверхность была гладкой.
Дайте каждому слою высохнуть в соответствии с инструкциями, прилагаемыми к грунтовке.

Метод 1. Покраска с помощью кисти

Лучше всего подходит для: PLA, ABS, PETG пластиков.

Если вы раскрасите напечатанную на 3D принтере модель кистью, вы однозначно добьетесь эффекта неповторимой "ручной работы".

Сначала попробуйте несколько кистей, потому что легче добиться хорошего результата с помощью удобной кисти. Как правило, достаточно использовать только 1 или 2 разные плоские кисти.

Кисть

Выберите качественную кисть, достаточно жесткую, чтобы справиться с вязкостью краски, которую вы выбрали для работы.
Поэкспериментируйте с разными типами щетины и формами ручек, чтобы найти подходящую для вас.
Приостановите покраску, чтобы очистить кисть, как только краска начнет сохнуть. Естественно, кисть надо чистить после каждого использования. Не стоит оставлять высыхающую краску на щетине кисти.
Кисть после очистки надо хранить, держа на ручке, а не на щетина.

Краска

Когда дело доходит до рисования кистью, вам лучше использовать акриловые краски.

Процесс покраски

Очистите и отшлифуйте вашу напечатанную 3D модель.
Краску наносите тонкими ровными слоями.
Давайте время просохнуть отдельным слоям.

Метод 2. Покраска аэрозолем

Лучше всего подходит для: PLA, ABS, PETG пластиков.

Если вы хотите разукрасить напечатанную на 3D принтере модель равномерно, используя один цвет, то именно использование аэрозоля даст оптимальный результат.

Баллончик

Некоторые бренды предлагают насадки с разными характеристиками.

Перед использованием встряхивайте баллончик в соотвествии с рекомендациями производителя. Позволит краске выходить более равномерно.

Держите сопло в чистоте. Обычно это достигается путем небольшого распыления перевернутой банки в конце каждого сеанса.

Держите баллончик вдали от открытого огня и храните в прохладном месте. Не забывайте, что это контейнер под высоким давлением!

Краска

При поиске аэрозольной краски вы обнаружите, что существует множество ее разновидностей. Если вы хотите использовать определенный оттенок внимательно ознакамливайтесь с RAL, CMYK и RGB значениями на баллончике.

Процесс покраски

Очистите и отшлифуйте вашу напечатанную 3D модель.
Начните распыление, направив струю немного за край объекта, который вы хотите раскрасить.
Нанесите краску, распыляя на поверхность, которую вы хотите разукрасить, медленными ровными мазками.
Прекратите распыление, направив струю немного за пределы объекта, который вы хотите покрасить.
Дайте краске высохнуть.

Метод 3. Жидкий краситель (только нейлон)

Лучше всего подходит для: NYLON пластиков.

Вместо того, чтобы пытаться заставить краску прилипать к поверхности вашей напечатанной на 3D принтере модели из нейлона, рекомендуем вместо этого использовать жидкий краситель. Учтите, что это не будет работать с другими материалами. Хотя PLA гигроскопичен и впитывает некоторое количество воды из окружающей среды, его нельзя окрасить путем впитывания красителя. ABS и PETG тоже не подойдут для данной техники.

Для того, чтобы краска дала хороший выраженный цвет после впитывания, лучше использовать полупрозрачный или белый нейлоновый материал при 3D печати. Можно красить и более темные нейлоновые волокна, но цвет будет гораздо менее выраженным.

Краситель

У вас есть выбор из множества марок красителей, но MatterHackers, например, рекомендует Rit DyeMore. Но в целом, если краситель предназначен для синтетической ткани, то все будет в порядке.

Процесс окрашивания

Поскольку нейлон очень гигроскопичен, он впитывает воду даже на открытом воздухе. Вот почему надо всегда сушить нейлоновый материал перед 3D печатью. Мы рекомендуем красить готовую модель, а не без печати.

Применение

Прочтите инструкции производителя выбранного вами красителя. Если вкратце, то использование красителя - довольно простой метод:

Очистите вашу 3D модель. При шлифовании помните, что окрашивание не покрывает царапины и следы на поверхности вашей модели. Все будет видно даже после окрашивания.
Краситель смешать с водой и нагреть в кастрюле.
Используйте термометр, чтобы отслеживать температуру красителя. Следуйте инструкциям производителя, но поддерживайте температуру ниже температуры теплового отклонения филаментов.
Прикрепите груз к 3D принту и погрузите его в горшок с краской.
После окрашивания хорошо промойте его в ванне с прохладной водой.
Чтобы убедиться, что вы пролучите ожидаемый цвет, стоит сделать несколько тестовых покрасок.

Как определить, схватится ли краска с 3D моделью

Вероятно, наиболее важным фактором, заставляющим краску или жидкость по вашему выбору прилипать к твердой поверхности, является разница в поверхностной энергии между жидкостью и твердым телом. Всегда побеждает тот, у кого больше поверхностное натяжение (поверхностное натяжение имеет свою собственную единицу измерения, называемую динами, или динами на квадратный сантиметр).

Основное правило гласит, что поверхностное натяжение краски должно быть как минимум на 10 единиц ниже, чем у твердого материала для хорошей адгезии. Это означает, что у нас есть жидкость с высокой способностью смачивать твердое тело, и нам нужно смачивание.

Чтобы получить представление о том, насколько хорошо смачивается окрашиваемая поверхность, обратите внимание на форму капли жидкости на твердой поверхности:

Нанесите каплю краски или жидкости на поверхность 3D модели, которую хотите обработать.
Если жидкость образует шар, у нее слишком большое поверхностное натяжение, чтобы эффективно смачивать объект, и твердое тело не сможет "втянуть" жидкость на себя.
Если жидкость растекается по поверхности, образуя нечто вроде линзы, смачивание лучше.

Можно ли покрасить 3D модель из любого материала?

Покраска 3D моделей из PLA и ABS пластиков - довольно несложная задача.

С PETG могут возникнуть проблемы в плане долговечности покраски, но применяются те же методики, что и для PLA и ABS. Но если вам действительно нужен насыщенный яркий цвет, то лучше напечатать вашу 3D модель PETG в желаемом цвете и оставить все как есть.

Когда речь заходит о нейлоне, который используется для 3D печати, надо помнить, что краска схватывается хуже. В целом, можно рисовать акриловыми красками и на нейлоне, но это потребует некоторой термической обработки, чтобы максимизировать поверхностное натяжение и дать краске возможность намокнуть. Часто это делается с помощью открытого пламени или плазмы... В общем, в домашних условиях это выглядит непросто, так что лучше использовать красители.

Планирование перед 3D печатью

Для того, чтобы облегчить процесс чистовой обработки и покраски, перед 3D печатью вашей модели рекомендуем учесть следующее:

Более низкое разрешение 3D печати экономит время при печати, но увеличивает время обработки.
Учитывайте геометрию вашей модели. Ваши инструменты должны достать до того места, где вы хотите шлифовать или красить.
Нужны ли мельчайшие детали шлифовки, грунтовки или и того и другого? Если да, могут ли они справиться с этим, не сломавшись?
Если точность размеров важна для некоторых частей вашей 3D модели, вам, возможно, придется принять это во внимание при моделировании. Добавьте материал, который нужно отшлифовать до нужных размеров, или уменьшите размеры, чтобы освободить место для грунтовки и краски.
Грунтовка и краска добавляют толщину и могут полностью скрыть мелкие детали вашей модели.
Шлифовка удаляет материал и делает вашу 3D модель менее прочной.

Пункты для улучшения адгезии краски

И напоследок несколько простых шагов для улучшения адгезии краски:

При работе с напечатанной 3D моделью надевайте чистые перчатки, чтобы защитить кожу от химикатов, а поверхность модели - от кожного жира.
Перед шлифовкой удалите загрязнения, вы же не хотите, чтобы грязь попала в вашу модель. Часто для этого хорошо подходит изопропиловый спирт (медицинский спирт) на мягкой безворсовой тряпке.
Используйте обычный пылесос с мягкой и чистой щеткой для удаления частиц после шлифовки.
Отшлифуйте все шероховатости, которые добавились во время грунтовки.
Всегда тестируйте химические вещества, такие как краска, чистящие растворители, шлифовка или другие материалы и варианты обработки, прежде чем переходить к конечной модели, которую вы хотите облагородить.