Explicación de la precisión del color y Delta E: Consideraciones para la tolerancia de color
El color nos rodea constantemente y es un atributo fundamental de las piezas, modelos y herramientas con las que interactuamos. Al hacer modelos, dispositivos y otras piezas impresas en 3D, el color se utiliza para identificar y distinguir, para mimetizar o destacar. Y, al ser fácil y barato añadir color a las piezas moldeadas por inyección, existe una demanda de una producción de piezas en color.
Con la Color Resin de Formlabs, es posible imprimir directamente piezas de colores con impresoras 3D de estereolitografía (SLA). El selector de colores de la Color Resin permite introducir múltiples tipos de datos, como códigos RGB y hexadecimales, mostrando una comparación entre el color seleccionado y el color que se puede obtener, con la posibilidad de utilizar controles deslizantes para realizar pequeños ajustes.
Para las marcas y los productos que requieren colores precisos en diferentes materiales, la igualación de colores es vital. Para conseguir el color deseado para cualquier producto, incluidos los impresos con la Color Resin, es importante comprender cómo el color visible se ve afectado por variables como las condiciones de iluminación, el acabado y la textura de la superficie, así como las diferencias entre el color aditivo y el sustractivo. A continuación, exploramos las consideraciones clave para la igualación de colores y las tolerancias.
Espacios de color
Para conseguir colores precisos y ajustados, hay que tener en cuenta una serie de variables, empezando por el espacio de color. El espacio de color se utiliza para comunicar el color, la mayoría de las veces localizándolo como se haría en un mapa. Algunos tipos de espacios de color son:
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CIELAB (LAB o L*a*b*): Los valores de color se orientan en un espacio 3D sobre un eje claro/oscuro, un eje rojo-verde y un eje amarillo-azul.
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CIELCh (L*C*h*): Está en el mismo espacio de color que CIELAB, pero utiliza mediciones diferentes para describir un color. Mientras que L*a*b* utiliza coordenadas cartesianas, L*C*h˚ utiliza coordenadas polares de luminosidad, croma (o saturación) y matiz.
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RGB: La mezcla de la luz para formar el color (aditivo), siendo los tres colores primarios de este modelo el rojo, el verde y el azul. Las pantallas digitales suelen utilizar perfiles RGB. Los códigos hexadecimales de color son los códigos de seis dígitos alfanuméricos que representan la intensidad de rojo, verde y azul necesaria para producir un color específico.
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CMYK (cian, magenta, amarillo y negro): Un modelo de color sustractivo que se utiliza especialmente en la impresión 2D en color.
Estos son solo algunos de los espacios de color más utilizados, y cada uno tiene sus propios matices y sus solapamientos con otros espacios. La elección de un espacio de color depende de los requisitos físicos de una aplicación, así como de la gama de colores necesaria. Por ejemplo, los códigos hexadecimales se utilizan habitualmente en HTML, ya que el resultado se muestra en una pantalla y, por tanto, utiliza la luz para crear el color. El espacio LAB es mayor que el RGB, ya que abarca más colores de los que pueden conseguirse en el espacio RGB. sRGB, el espacio de color normativo para los monitores de ordenador, es más reducido que el Adobe RGB, que se usa a menudo en el campo de la fotografía.
Tolerancia de color y ΔE (Delta E)
Si el espacio de color es un mapa de color, la tolerancia de color es la medición entre los distintos colores del mapa. Hay una serie de factores que pueden afectar al modo en que los seres humanos percibimos las diferencias de color, desde las diferencias entre cada persona hasta las condiciones de iluminación, la textura de la superficie y la relatividad del color (cómo un color puede tener un aspecto diferente en función del color de fondo que tenga). Por lo tanto, se usan espectrofotómetros (herramientas para medir el color) para obtener mediciones más precisas del color.
Los espectrofotómetros se utilizan para medir con precisión el color físico y conseguir una igualación de color personalizada. (Imagen: X-Rite)
Los espectrómetros miden el color iluminándolo con luz y midiendo la respuesta espectral. (Imagen: X-Rite)
Medir la diferencia entre dos colores es determinar la delta. Un valor de ΔE (delta E) tiene en cuenta las diferencias de brillo (ΔL), croma o saturación (ΔC) y matiz (ΔH).
La ΔE tal como está trazado en el espacio de color L*a*b*. (Imagen: Alpolic)
La ΔE 2000 (DE 2000 o deltaE) es la ΔE universalmente aceptada para medir las diferencias de color, ya que es la versión más actual de la fórmula. El espacio de color no es perceptualmente uniforme, lo que significa que la distancia euclidiana entre dos colores no está normalizada. ΔE 2000 es un método de cálculo superior porque intenta normalizar el espacio de color de forma que una ΔE 2000 inferior a uno no sea perceptible por el ojo humano. Estas fórmulas evolucionan a medida que continuamos encontrando mejores formas de normalizar el espacio de color a la forma en que percibimos los colores.
¿Por qué es difícil igualar los colores?
Determinar colores equivalentes en dos espacios de color digitales puede ser sencillo. Determinar o medir la equivalencia entre dos espacios de color físicos, o entre un espacio de color físico y un espacio digital, se complica por los factores que exponemos a continuación.
Diferencias entre el color sustractivo y el color aditivo
Pasar del color digital al físico es un obstáculo, ya sea del RGB en la pantalla de un ordenador al CMYK en una impresora de inyección de tinta, o de un código hexadecimal a un color de pintura. Esto se debe a que los colores digitales (como los de un monitor) son colores aditivos con retroiluminación. Los colores físicos (los de los objetos) son colores sustractivos que se ven afectados por la fuente de luz y los pigmentos utilizados.
Colores aditivos a la izquierda y colores sustractivos a la derecha.
Un color es una curva espectral entre los 400 y los 700 nm; la diferencia entre el color aditivo y el sustractivo es cómo se genera esa curva espectral. Por eso, los colores digitales nunca coincidirán perfectamente con los colores físicos, pero hay formas de aproximarse a ello.
Por ejemplo, hay muchos colores en el espacio LAB que no pueden mostrarse en una pantalla RGB. Además, los colores mostrados en RGB en una pantalla (aditivos) no tendrán el mismo aspecto cuando se impriman en colores CMYK (sustractivos). Muchos diseñadores seleccionan el perfil de color de su monitor para limitar la tolerancia entre la pantalla y el producto físico final.
Normas de color: PANTONE Y RAL
Las normas de color son herramientas de comunicación, formas de definir o dar nombre a los colores físicos para que la gente pueda conseguir el mismo color sin necesidad de enviar una muestra física. En los plásticos, la norma de color más extendida es la norma PANTONE para plásticos. En Europa, el estándar RAL también se utiliza para revestimientos y plásticos. Tanto PANTONE como RAL son empresas privadas que ofrecen muestras de colores de papel y plásticos. Estas referencias físicas permiten que el color sea uniforme en el mismo material sin pasar de los espacios digitales a los físicos.
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Condiciones de iluminación y metamerismo de iluminancia
El color que vemos está muy influido por las condiciones de iluminación en las que lo vemos. Un objeto parece ser de un color a la luz del día, mientras que parece ser de otro bajo luz fluorescente.
En algunas situaciones, dos muestras de materiales que son iguales bajo una fuente de luz pueden no coincidir bajo otra. Esto se denomina fallo metamérico por iluminancia o metamerismo de iluminancia.
Bajo una luz natural, estos dos objetos parecen rojos. (Imagen: datacolor)
Bajo la luz de una lámpara incandescente, el objeto de la izquierda es de un rojo mucho más oscuro que el de la derecha. (Imagen: datacolor)
Por esta razón, es necesario elegir unas condiciones de iluminación normalizadas al comparar los colores. A la hora de desarrollar materiales y verificar la precisión del color en Formlabs, la igualación del color se hace utilizando D65, una fuente de iluminación pensada para simular la luz solar (la fuente de luz más universal que todos tenemos).
Luz y pigmento
Al añadir pigmento para crear un color, el tipo y la cantidad de pigmento que se use afectarán al espectro de luz que se refleja en un objeto y, por lo tanto, a lo que es visible para el ojo humano.
Los abrillantadores ópticos son aditivos que afectan a la luz, alterando la forma en que los seres humanos ven un color. Los abrillantadores ópticos absorben un intervalo de luz imperceptible para el ojo humano y emiten en un intervalo visible para el ser humano. Los abrillantadores ópticos se usan para crear un blanco brillante, por ejemplo, para que el papel para copias parezca más blanco.
Los colores fluorescentes son reactivos a la radiación ultravioleta y, como los abrillantadores ópticos, absorben un intervalo de luz invisible para el ojo humano y luego la emiten en un intervalo que los humanos pueden ver. Dado que las impresoras 3D de resina curan la resina líquida con luz, no se pueden añadir abrillantadores ópticos ni colores fluorescentes a una resina para impresión 3D, ya que el aditivo impediría que la resina se curase correctamente.
La cantidad de pigmento de un material también afecta a la luz. Por ejemplo, un panel amarillo pálido de resina curada parecerá más transparente que una muestra con más pigmento, que parecerá más opaca y más saturada de color. Esto se debe a que el pigmento bloquea la luz.
En la impresión 3D con resina, los colores demasiado saturados de pigmento no se imprimirán correctamente, ya que el pigmento bloquea la luz de 405 nm utilizada para curar la resina. Así, aunque decenas de miles de colores personalizados pueden imprimirse directamente en resina, algunos colores o efectos no están disponibles debido a sus efectos en el curado.
Coloreado con tintes
Una forma de producir piezas coloreadas es teñirlas. Los tintes o colorantes se pueden añadir a un material antes de que se utilice para producir un producto (como el tinte al alcohol que se añade a la resina líquida o teñir la lana antes de hilarla y tejerla), o bien la pieza se puede teñir una vez producida. Se debe tener en cuenta que, como colores físicos, los tintes nunca emitirán luz y, por lo tanto, nunca serán iguales a los colores digitales.
Los tintes suelen utilizarse para añadir color a las piezas impresas en 3D mediante sinterizado selectivo por láser (SLS). El color de las piezas teñidas difiere según el tipo de materiales que se tiñan, el tiempo que la pieza esté en un baño de tinte y la saturación del baño de tinte. Puedes encontrar más información sobre el color y el tinte de piezas impresas en 3D mediante SLS aquí.
Se pueden añadir tintes al alcohol a las resinas transparentes para crear piezas coloreadas. El tinte al alcohol puede añadirse directamente al cartucho de resina, o bien las piezas transparentes se pueden teñir después de la impresión. Infórmate acerca de cómo se usan los tintes al alcohol con las resinas transparentes aquí.
Piezas impresas en 3D mediante SLS con el Nylon 12 White Powder que se han teñido en una estación de tinte ultrasónico.
La Clear Resin se mezcla con tinta al alcohol y luego se imprime con impresoras 3D SLA.
Color impreso en 2D o en 3D: Acabado y textura
Los colores impresos en 2D reposan sobre una superficie de papel, del mismo modo que la pintura se asienta sobre un objeto pintado. Los colores impresos en 2D pueden tener un revestimiento o no tenerlo, y este revestimiento afecta al aspecto que tiene un mismo color. Por ejemplo, un negro mate tiene un aspecto grisáceo, mientras que el mismo negro con un recubrimiento brillante parece más oscuro. La textura también puede afectar al color percibido, ya que una pieza en color parecerá más oscura o más clara en función de la luz difusa.
Esto significa que, al imprimir en 3D con la Color Resin de Formlabs, un acabado brillante o semibrillante dará como resultado el aspecto más rico del color. Por consiguiente, la orientación de la impresión es importante, ya que las superficies superiores siempre serán más brillantes que las laterales. Procura también lavar las piezas impresas en resina con disolvente nuevo, sin usar. El disolvente usado o saturado será pegajoso, por lo que atraerá más polvo y difundirá más la luz, dando a la pieza un aspecto apagado.
A la hora de medir el color, una medición con componente especular no incluido (SPEX) significa que las características de la superficie (brillo, textura, etc.) se incluyen al realizar la lectura. En cambio, la medición con componente especular incluido (SPIN) desprecia los efectos del acabado de la superficie y la textura y mide solo el color. Por eso, la igualación del color se realiza mediciones SPIN, ignorando los efectos de la superficie y midiendo únicamente el color.
Estas muestras de texturas se imprimieron todas en el mismo lote de impresión con la misma Color Resin (Código de color introducido por el usuario: RGB 000-134-171). Sin embargo, las texturas hacen que el ojo humano perciba ligeras diferencias de color.
La forma de añadir color a una pieza también afecta a su aspecto. Los pigmentos se añaden a una base, por lo que la base limita la cantidad de pigmento que se puede añadir. Es por esto que la Color Resin tiene una saturación limitada: la resina base solo puede incorporar una determinada cantidad de pigmento antes de que perjudique a las propiedades mecánicas o incluso a la capacidad de impresión.
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Empieza a imprimir en color
Conocer las variables que afectan al color hace que sea más fácil igualar los colores. Las piezas impresas con las impresoras 3D de Formlabs pueden pintarse, recubrirse, teñirse y, en el caso de la SLA, imprimirse a todo color. Cada uno de estos métodos puede conseguir distintos acabados de la superficie, lo que afecta al aspecto que tendrá el color en la pieza final.
La impresión 3D directa de piezas coloreadas personalizadas es posible con las impresoras 3D SLA y la Color Resin. Saber cómo afectan las condiciones de iluminación, el material, la textura y el acabado al color visible es fundamental a la hora de seleccionar colores que cumplan tus requisitos. Al elegir un color para la Color Resin de Formlabs, es importante tener en cuenta estas variables. Para igualar los colores, realiza mediciones SPIN, asegurándote de que las características de textura queden excluidas de la lectura.
Pedir un color en línea significa que el color se está viendo en RGB (color aditivo). Sin embargo, el color físico es sustractivo, lo que significa que, aunque los colores puedan parecer similares, nunca pueden ser idénticos.
Abordar la igualación de colores comprendiendo el lenguaje del color y las variables que afectan al mismo facilita la obtención de los colores deseados. Pide la Color Resin o explora las impresoras 3D de Formlabs para empezar a imprimir. Para hablar de qué procesos y materiales son los más adecuados para conseguir las piezas en color que necesitas, contacta con nuestro departamento de ventas.
