Mieszanki CMYK do kolorowego druku 3D Bogactwo kolorów przy użyciu zaledwie pięciu włókien

Firma Grafe przenosi zasadę CMYK stosowaną w druku kolorowym na mieszanki barwiące PLA i PETG przeznaczone do filamentów: cyjan, magenta, żółty, czarny i biały wystarczają do uzyskania w druku 3D szerokiej gamy odcieni pełnych i pastelowych. Celowa zmiana kolorów CMYK w strukturze warstw powoduje optyczne mieszanie kolorów.

Każdy, kto wytwarza wielokolorowe elementy w druku 3D z wykorzystaniem filamentów, szybko napotyka ograniczenia ekonomiczne związane z wyborem kolorów. Dotychczas o wyglądzie decydowała paleta dostępnych standardowych filamentów, przez co producenci i użytkownicy musieli wytwarzać lub magazynować osobne rolki materiału dla każdego odcienia.

Koncepcja kolorystyczna opracowana przez producenta mieszanek barwiących Grafe przenosi teraz zasadę klasycznego druku czterobarwnego na grunt produkcji addytywnej. Wykorzystując zaledwie pięć kolorów podstawowych – cyjan, magenta, żółty, czarny i biały – drukarki wielokolorowe generują szerokie spektrum odcieni pośrednich bezpośrednio w trakcie procesu drukowania.

Optyczne mieszanie kolorów zamiast jednolitego barwienia

W odróżnieniu od druku offsetowego, w którym obok siebie umieszcza się drobno rasterowane punkty koloru, druk 3D wykorzystuje celowe nakładanie cienkich warstw tworzywa sztucznego. Poszczególne włókna kolorowe nie topią się w ekstruderze, tworząc jednolitą masę, lecz są nakładane kolejno, warstwa po warstwie. Z określonej odległości obserwacyjnej te kolejne warstwy łączą się w oczach człowieka, tworząc nowe niuanse kolorystyczne. W zależności od grubości warstwy, kolejności kolorów i kąta patrzenia powstają powierzchnie o delikatnych przejściach kolorystycznych i indywidualnych strukturach. Widoczne uwarstwienie przekształca się w ten sposób z typowej cechy procesu w celowy element projektowy.

„W druku 3D kolor staje się w coraz większym stopniu samodzielnym czynnikiem projektowym” – wyjaśnia Lars Schulze, kierownik ds. rozwoju kolorów i nauk o materiałach w firmie Grafe. Celowe łączenie różnych warstw kolorystycznych pozwala uzyskać efekty wizualne wykraczające poza klasyczne, jednolite zabarwienie. Firma dostrzega w tym potencjał dla nowych rozwiązań w zakresie projektowania powierzchni w addytywnej produkcji seryjnej i jednostkowej. „Podczas gdy w początkowych latach produkcji addytywnej liczyła się przede wszystkim swoboda geometryczna i szybkie prototypowanie, obecnie, wraz z zastosowaniem tej technologii do produkcji elementów końcowych i widocznych, coraz większy nacisk kładzie się na projektowanie kolorystyczne” – mówi Schulze.

Pięć mieszanek barwiących do PLA i PETG

Do produkcji odpowiednich włókien firma Grafe dostarcza specjalnie dostosowane systemy mieszanek barwiących w podstawowych kolorach: cyjan, magenta, żółty, czarny i biały. Biel optycznie rozjaśnia intensywne kolory podstawowe i pozwala uzyskać delikatne odcienie pastelowe w strukturze warstwowej. Czerń uzupełnia spektrum o głębokie, kontrastowe niuanse oraz zróżnicowane odcienie ciemne. Zakres osiągalnej palety barw zależy w znacznym stopniu od pigmentacji, przezroczystości polimerów oraz wybranej kolejności warstw. 

W momencie wprowadzenia na rynek dostępne są mieszanki barwiące przeznaczone do dwóch powszechnie stosowanych tworzyw termoplastycznych do druku 3D: PLA i PETG. Obie linie produktów są dostosowane do warunków procesu wytłaczania włókien i można je bezpośrednio zintegrować z istniejącymi liniami produkcyjnymi. W zależności od pożądanej intensywności koloru i zastosowania producent zaleca stężenie robocze od 5 do 7%. Dostępne są już standardowe receptury, dzięki czemu producenci włókien mogą w krótkim czasie zamówić próbki i rozpocząć własne serie testowe. 

Mniejsza złożoność asortymentu w logistyce

Oprócz swobody projektowej system ten ma na celu przede wszystkim zapewnienie efektywności ekonomicznej w całym łańcuchu dostaw. „Zamiast utrzymywać wiele pojedynczych receptur kolorystycznych, producenci włókien mogą uzyskać szerokie spektrum możliwości projektowych dzięki zaledwie kilku dopasowanym mieszankom barwiącym” – podkreśla Schulze. Zmniejsza to złożoność asortymentu, upraszcza zarządzanie zapasami i ułatwia planowanie zaopatrzenia w materiały zarówno u producenta włókien, jak i u przetwórcy. Jednocześnie firma Grafe pracuje już nad przeniesieniem koncepcji CMYK na inne klasy polimerów, aby otworzyć drogę do dodatkowych zastosowań technicznych w druku 3D opartym na filamentach. (mg)

AdditivX | 26 stycznia 2027 r.

Produkcja addytywna jako narzędzie dla łańcucha dostaw, produkcji i usług

Konferencja ma na celu pokazanie, w jaki sposób druk 3D z tworzyw sztucznych, a także z metalu, może być wykorzystywany jako strategiczne narzędzie do produkcji części zamiennych – niezależnie od branży. W centrum uwagi znajdują się materiały, procesy, opłacalność oraz integracja z istniejącymi strukturami produkcyjnymi i konserwacyjnymi, również z innych obszarów produkcji addytywnej.

Główne tematy wydarzenia:

• Transformacja oparta na technologiach addytywnych w Daimler Truck & Buses (wykład inauguracyjny)

• Jakie wymagania dotyczące materiałów i procesów musi spełniać materiał o wysokiej wydajności stosowany w produkcji addytywnej?

• Cyfrowy magazyn części zamiennych: fikcja czy rzeczywistość?

• Kwestie regulacyjne

• Najważniejsze wydarzenie: Wycieczka z przewodnikiem po centrum technicznym SKZ

Zarezerwuj bilet już teraz