Guía de impresoras 3D en color

¿Quieres imprimir en 3D piezas en un solo color o crear piezas en múltiples colores vivos? En los últimos años han surgido varios métodos nuevos para imprimir en 3D en color y las impresoras 3D más nuevas se han vuelto más accesibles, dando a cualquier diseñador, creador de modelos o aficionado la capacidad de crear objetos con diversos tonos de color.

En esta guía, profundizamos en las técnicas que se pueden usar para producir piezas impresas en 3D coloreadas, así como en las tecnologías y las aplicaciones de la impresión 3D en color.

Hay varias opciones para producir piezas impresas en 3D coloreadas, desde el mezclado de colores a la igualación de colores, la impresión 3D a todo color, el pintado de piezas impresas en 3D y la impresión hidrográfica. 

La impresión 3D con color directo, también conocida como impresión 3D multicolor, es la forma más básica de imprimir piezas en 3D con múltiples colores. Consiste en cargar materias primas coloreadas en la impresora. El modo más común de realizarla es usar filamentos coloreados en impresoras 3D que usan la tecnología de modelado por deposición fundida (FDM), que funde y deposita el filamento sobre el lecho de impresión.

Las impresoras 3D FDM pueden imprimir en un único color con un filamento coloreado, en dos colores si usan un extrusor doble o en varios colores y gradientes con el mezclado de colores, en función de cuántos filamentos puedan pasar al mismo tiempo por la impresora.

La principal ventaja de estas impresoras 3D multicolor es que son fáciles de usar y asequibles. Sin embargo, las desventajas son que no es posible obtener un tono de color específico y que es probable que la pieza final tenga líneas de capa visibles. Además, cuantos más extrusores tenga una impresora FDM, mayor será la probabilidad de que se produzcan errores de impresión.

Mientras que la impresión con color directo solo ofrece opciones de colores comerciales, la igualación de colores permite crear piezas impresas en 3D en cualquier color personalizado. 

Formlabs ofrece la primera solución de mezclado de colores integrada para impresión 3D por estereolitografía (SLA) con el Color Kit de Formlabs, que mezcla pigmentos con el material base para crear un cartucho completo de resina con un color personalizado. A continuación, el proceso de impresión 3D SLA usa un láser para solidificar la resina coloreada e imprimir piezas en 3D con colores vivos, un acabado de la superficie liso y líneas de capa casi imperceptibles.

La impresión 3D a todo color es el método de impresión 3D en color más versátil, ya que produce objetos con varios colores al mismo tiempo, obteniendo cualquier tono y creando piezas realistas.

A diferencia de los filamentos o la resina coloreados, el material que se usa para la impresión 3D a todo color no está coloreado de antemano, sino que el color se añade al material base durante el proceso de impresión, de forma parecida a cómo se hace en una impresora 2D.

Tecnologías como la inyección de aglutinante y la inyección de material pueden producir impresiones 3D a todo color. Sin embargo, estos procesos tienen un precio de acceso muy alto, lo que los deja fuera del alcance de la mayoría de los usuarios, mientras que solo hay un fabricante que ofrezca una impresora 3D FDM a todo color más asequible.

En ciertos casos, las impresiones 3D en color pueden carecer de los detalles o los colores vivos que busca un artista o diseñador. Pintar piezas monocromáticas impresas en 3D con pintura acrílica, al óleo o en aerosol, aunque requiere más tiempo, ofrece una solución económica y totalmente personalizada. 

Los modelos que necesitan un acabado perfectamente liso o detalles muy precisos pueden requerir técnicas de posacabado, como un lijado, una imprimación o usar un disolvente antes de pintar.

El lijado reduce las imperfecciones de la superficie y la imprimación rellena pequeñas grietas y agujeros. Además, algunas piezas impresas en 3D pueden necesitar una capa base para disminuir el color neutro de la imprimación antes de la aplicación de la pintura.

_{Ve o lee nuestra guía paso a paso sobre cómo imprimar y pintar piezas impresas en 3D.}

La hidrografía, también conocida como hidroimpresión, impresión con agua o impresión por transferencia de agua, es un método común para aplicar diseños impresos a superficies tridimensionales. El proceso utiliza una impresora de inyección de tinta para imprimir una imagen en una película de alcohol polivinílico. La película se sumerge en agua y recibe un aerosol químico activador. Luego, la película de color se estira y se adhiere al objeto a medida que se sumerge lentamente a través de la película flotante.

Si te interesa este proceso, lee nuestra guía sobre patrones a todo color para impresiones 3D con hidrografía computacional.

Las tecnologías más utilizadas en la impresión en color son el FDM, la SLA, el SLS/MJF, la inyección de aglutinante y la inyección de material. Veamos los pros y los contras de cada proceso.

El FDM o modelado por deposición fundida es una de las tecnologías más comunes y menos costosas en la impresión 3D para el consumidor. Las impresoras 3D FDM construyen piezas al derretir y extrudir un filamento termoplástico que un extrusor deposita capa por capa en el área de impresión.

El FDM se utiliza principalmente para la impresión de colores directos, con impresoras de un solo extrusor, o para la impresión 3D con mezclado de colores, con impresoras de doble o múltiple extrusor.

El FDM ahora también se puede utilizar para la impresión 3D a todo color con la impresora 3D da Vinci Color. Con un filamento incoloro que se tiñe con cartuchos de inyección de tinta CMYK justo antes de ser extruido, produce piezas coloreadas de forma similar a una impresora 2D en color.

La SLA o impresión 3D por estereolitografía utiliza un láser para curar resina líquida y convertirla en plástico endurecido en un proceso llamado fotopolimerización. Las piezas realizadas mediante SLA tienen la mayor resolución y precisión, los detalles más nítidos y el acabado más liso de todas las tecnologías de impresión 3D.

La SLA ofrece la posibilidad de igualar casi cualquier color personalizado utilizando el Color Kit de Formlabs, la primera solución integrada de mezclado de colores para la impresión 3D SLA. Gracias a su acabado de la superficie liso, las piezas impresas con SLA también se pueden posacabar, pintar y utilizar fácilmente para aplicar hidrografía. 

El sinterizado selectivo por láser es la tecnología de fabricación aditiva más común para aplicaciones industriales. Ingenieros y fabricantes de diversos sectores confían en la impresión 3D SLS por su capacidad de generar piezas resistentes y funcionales.

Las impresoras 3D SLS utilizan polvo de nylon blanco, gris o negro como materia prima. Si bien las piezas no se pueden imprimir directamente en color, se pueden teñir o pintar en el posacabado.

La tecnología de impresión 3D por inyección de aglutinante es similar a la impresión SLS y MJF, pero utiliza un agente aglutinante con color en lugar de calor para unir material de arenisca en polvo. 

Las piezas producidas con inyección de aglutinante tienen una superficie porosa y son muy quebradizas, lo que significa que este proceso se recomienda solo para aplicaciones estáticas, como la creación de figuras a todo color y modelos conceptuales.

Las impresoras 3D de inyección de material combinan la impresión de inyección de tinta tradicional con el uso de resinas fotopolimerizables, depositando gotas del material sobre una plataforma similar a las de las impresoras 2D, para luego endurecer el material con luz ultravioleta.

Este proceso ofrece una infinidad de posibilidades de color y puede crear piezas fotorrealistas con colores vivos. Sin embargo, las piezas tienen propiedades mecánicas deficientes, son sensibles al calor y el precio de entrada de esta tecnología es el más alto de todas las opciones de impresión 3D en color.

La impresión 3D en color permite a los ingenieros y diseñadores ahorrar dinero y tiempo con prototipos estéticos; a los cineastas, convertir modelos digitales en piezas de atrezo; a los modelistas, crear miniaturas coloridas; a los médicos, producir modelos anatómicos precisos, etc. 

El prototipado rápido ayuda a las empresas a convertir sus ideas en pruebas de concepto realistas, transformar estos conceptos en prototipos de alta fidelidad que tienen el mismo aspecto y funcionalidad que los productos finales y llevar a los productos a lo largo de una serie de etapas de validación hasta la producción en masa.

Los modelos conceptuales en color pueden mostrar una idea a las partes interesadas, fomentar el debate e influir en la aceptación o el rechazo de la idea mediante exploraciones de bajo riesgo del concepto.

En etapas posteriores, los prototipos realistas en color pueden dar una mejor idea de cómo se verá el producto final y cómo interactuará el usuario final con él. La ergonomía, las interfaces de usuario y la experiencia general del usuario pueden validarse con prototipos estéticos impresos en 3D antes de dedicar un tiempo considerable al diseño y la ingeniería para desarrollar por completo las características del producto. 

La impresión 3D por igualación de colores o la impresión 3D a todo color también permite a los equipos de desarrollo de productos experimentar con diferentes opciones de color y realizar estudios con los clientes antes de pasar a la producción.

En la industria del entretenimiento, las piezas de atrezo y los modelos impresos en 3D están desdibujando los límites entre los modelos físicos y los efectos digitales. Los artistas crean modelos realistas y detallados utilizando software de modelado 3D y luego les dan vida en cuestión de horas mediante la impresión 3D. Los procesos de impresión 3D de alta resolución, como la SLA, pueden reproducir incluso los parámetros más complejos de un diseño, como la textura de la piel.

_{Un vistazo entre bastidores al proceso que ha seguido el estudio de efectos visuales y diseño Aaron Sims Creative para diseñar el Demogorgon de Stranger Things.}

Los utileros o atrecistas como Russell Bobbitt en las películas de Marvel y Jaco Snyman para la serie Raised By Wolves, al igual que el estudio de efectos visuales y diseño Aaron Sims Creative en el caso de Stranger Things, han adoptado la tecnología, ya que ahorra mucho tiempo en la fabricación de atrezo y fomenta la creatividad en el proceso de diseño. La creación se vuelve más flexible y fluida y el atrezo y los modelos pueden hacerse de una manera eficiente.

Sin duda, la impresión 3D ha revolucionado la creación de miniaturas y figuras personalizadas, ya sea para modelismo, juegos de mesa, coleccionables u otras aficiones. 

Como las impresoras 3D a todo color suelen estar más allá de lo que se puede permitir el presupuesto de los aficionados y los modelistas pintan los modelos a mano de manera tradicional de todas formas, la forma más popular de crear modelos coloridos es pintarlos después de la impresión 3D.

Por ejemplo, los artistas de Modern Life Workshop combinan el diseño de modelado 3D con la impresión 3D SLA para crear retratos hiperrealistas de celebridades. Los artistas utilizan el software de escultura digital a mano alzada ZBrush para crear modelos detallados en el ordenador. Después, imprimen los diseños en una impresora 3D SLA y pintan las piezas a mano.

En el mundo de los juegos de mesa, han surgido comunidades en Internet para juegos como D&D (Dragones y Mazmorras) donde los jugadores usan impresoras 3D para crear miniaturas, figuras, terrenos, paisajes y otros accesorios del juego que son únicos.

Las empresas profesionales de modelismo, como DM-Toys, también utilizan la impresión 3D para acelerar los ciclos de prototipado y producción de modelos personalizados.

Hasbro, la empresa mundial de juegos y entretenimiento, también utiliza la tecnología para crear figuras Hasbro Selfie Series, un proyecto innovador para utilizar la impresión 3D para fabricar figuras de acción personalizadas a escala. Por primera vez, los fans pueden escanear su rostro con un dispositivo inteligente para que una figura de acción personalizada con su aspecto llegue a su puerta.

En el sector sanitario, los radiólogos, cirujanos y profesionales biomédicos recurren cada vez más a la impresión 3D para crear modelos 3D precisos de características anatómicas que puedan utilizarse como herramientas de referencia para la planificación preoperatoria, la visualización intraoperatoria y la educación. 

La impresión 3D permite a los profesionales médicos crear modelos complejos con detalles intrincados que serían imposibles de producir con otras tecnologías.

Los modelos en color con alto nivel de detalle son excelentes en programas de educación para residentes, donde cada vaso sanguíneo u órgano se puede imprimir directamente en 3D o pintar en diferentes colores para una fácil visualización en el aula.

Además, los modelos quirúrgicos hechos a medida que se basan en datos de escaneo del paciente se están convirtiendo en herramientas cada vez más útiles en la práctica actual de la medicina personalizada y de precisión.

Ya sea que se trate de combinar colores para crear piezas impresas en 3D en casi cualquier color personalizado o imprimir piezas de alta resolución que se pueden pintar para crear modelos hiperrealistas, la impresión 3D SLA ofrece detalles increíbles y un rendimiento perfecto a un precio asequible.

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