컬러 3D 프린터 가이드

컬러로 파트를 3D 프린트하거나 생생한 멀티컬러 3D 프린트 파트를 제작하고 싶으신가요? 지난 몇 년 동안 컬러 3D 프린트를 위한 여러 가지 새로운 방법이 등장했고, 최신 3D 프린터의 접근성이 향상되어 엔지니어, 디자이너, 모형 제작자, 취미 활동가 누구나 다양한 색상의 물체를 제작할 수 있게 되었습니다.

이 가이드에서는 컬러 3D 프린팅으로 파트를 제작하는 데 사용할 수 있는 몇 가지 기술과 컬러 3D 프린팅의 기술 및 응용 분야에 대해 자세히 설명합니다.

컬러 혼합부터 컬러 매칭, 풀 컬러 3D 프린팅, 3D 프린팅 파트 페인팅, 하이드로그래픽 등 컬러 3D 프린트 파트를 제작할 수 있는 여러 가지 옵션이 있습니다.

멀티컬러 3D 프린팅이라고도 하는 다이렉트 컬러 3D 프린팅은 여러 색상으로 파트를 3D 프린트하는 가장 기본적인 방법입니다. 컬러 원료를 프린터에 로드하는 작업이 수반됩니다. 가장 일반적인 방법은 필라멘트를 녹여 프린터 베드에 증착하는 용융 적층 모델링(FDM) 기술을 사용하는 3D 프린터에 컬러 필라멘트를 사용하는 것입니다.

FDM 3D 프린터 는 동시에 공급되는 필라멘트 수에 따라 컬러 필라멘트를 사용하여 단색, 듀얼 압출기를 사용하여 2색 또는 컬러 믹싱을 사용하여 여러 색상과 그라데이션으로 프린팅할 수 있습니다.

이러한 멀티컬러 3D 프린터의 가장 큰 장점은 사용하기 쉽고 저렴하다는 점입니다. 그러나 단점은 특정 색상 톤을 얻을 수 없고 최종 파트에서 레이어 라인이 보인다는 점입니다. 또한 FDM 프린터에 압출기가 많을수록 프린팅 오류가 발생할 가능성이 커집니다. 또한 3D 프린터는 튜닝 중에 폐기물 또는 "프린터 똥"이 발생하는데, 이를 제거할 수 없습니다.

다이렉트 컬러 3D 프린팅은 기성 색상 옵션만 제공하지만 컬러 매칭을 사용하면 거의 모든 맞춤형 색상으로 3D 프린트된 파트를 만들 수 있습니다. 

Formlabs 광경화성 수지 조형 방식(SLA) 3D 프린터, Color Resin을 사용하면 주문 제작 맞춤형 컬러를 출력할 수 있습니다. SLA 3D 프린팅은 각 레진 층을 고형화하여 표면 마감이 매끄럽고 미묘한 무채색부터 채도가 높은 대담한 색상까지 레이어 라인이 거의 눈에 띄지 않고 표면이 매끄러운 3D 프린팅 파트를 제작할 수 있습니다.

풀 컬러 3D 프린팅은 여러 가지 색상의 물체를 동시에 제작하여 어떤 톤에도 어울리고 사실적인 파트를 만들 수 있어 가장 활용도가 높은 컬러 3D 프린팅 방식입니다.

컬러 필라멘트나 레진과 달리 풀 컬러 프린팅에 사용되는 재료는 컬러 2D 프린터와 마찬가지로 프린팅 과정에서 기본 재료에 색상을 추가하는 방식으로 미리 색상이 지정되지 않습니다.

바인더 분사 및 재료 분사 등의 기술을 통해 풀컬러 3D 프린트를 제작할 수 있습니다. 그러나 이러한 공정은 진입 가격이 높아 대부분의 사용자가 접근하기 어려우며, 한 제조업체만이 보다 저렴한 풀 컬러 FDM 3D 프린터를 제공하고 있습니다.

경우에 따라 컬러 3D 프린트는 아티스트나 디자이너가 목표로 하는 디테일이나 선명한 색상이 부족할 수 있습니다. 아크릴, 오일 또는 스프레이 페인트로 단색 3D 프린트 파트를 페인팅하는 것은 시간이 더 많이 걸리지만 저렴하고 완벽한 맞춤형 솔루션을 제공합니다.

완벽하게 매끄러운 마감이 필요하거나 매우 미세한 피처가 필요한 모델에는 샌딩, 프라이밍 또는 도장 전 솔벤트 사용과 같은 후처리 기술이 필요할 수 있습니다.

샌딩은 표면의 결함을 줄여주고 프라이머는 작은 균열과 구멍을 메워줍니다. 또한 일부 3D 프린트 파트는 페인트 도포 전 프라이머의 중성 색을 줄이기 위해 언더코팅이 필요할 수 있습니다.

_{3D 프린트 파트 프라이밍 및 페인팅에 대한 단계별 가이드를 시청하거나 읽어보십시오.}

하이드로그래픽은 하이드로프린팅, 워터 프린팅 또는 물 전사 프린팅이라고도 하며, 인쇄된 디자인을 3차원 표면에 적용하는 일반적인 방법입니다. 이 프로세스는 잉크젯 프린터를 사용하여 폴리비닐 알코올 필름에 이미지를 프린팅합니다. 필름이 물에 잠기면 활성화제 화학 스프레이를 받습니다. 그런 다음 컬러 필름이 부유 필름을 천천히 담그면서 물체 위로 늘어나 물체에 밀착됩니다.

이 프로세스에 관심이 있으시면 풀컬러 패턴에서 컴퓨터 하이드로그래픽으로 3D 프린트로 에 대한 가이드를 읽어보십시오.

컬러 3D 프린팅에 가장 많이 사용되는 기술은 용융 적층 모델링 방식(FDM), 광경화성 수지 조형 방식(SLA), 선택적 레이저 소결 방식(SLS), 멀티 제트 융합(MJF), 바인더 분사, 재료 분사 등입니다. 각 프로세스의 장단점을 살펴보겠습니다.

FDM, 즉 용융 적층 모델링 방식은 소비자 3D 프린트에서 가장 일반적이고 비용이 가장 적게 드는 기술 중 하나입니다. FDM 3D 프린터는 열가소성 필라멘트를 용융 및 압출하여 파트를 제작합니다.

FDM은 주로 싱글 압출기 프린터를 사용한 직접 컬러 프린팅 또는 듀얼 압출기 프린터를 사용한 멀티컬러 3D 프린팅에 사용됩니다.

최초의 풀 컬러 FDM 3D 프린터는 da Vinci 컬러 3D 프린터로, 압출 직전에 CMYK 잉크젯 카트리지를 사용하여 무색 필라멘트로 염색했습니다. 이런 방식은 컬러 2D 프린터의 작동 방식과 유사합니다.

SLA 즉,광경화성 수지 조형 3D 프린팅은 레이저를 사용하여 액체 레진을를 광중합이라는 과정을 거쳐 딱딱한 플라스틱으로 경화시키는 방식입니다.

3D 프린팅을 위한 최초의 맞춤형 컬러 솔루션인 Color Resin을 사용하여 거의 모든 맞춤형 컬러를 매칭할 수 있습니다. SLA 파트는 표면 마감이 매끄러워 후처리, 도색, 하이드로그래픽 적용 등에도 쉽게 사용할 수 있습니다.

선택적 레이저 소결 방식(SLS)은 튼튼하고 기능적인 파트를 생산할 수 있어 다양한 산업 분야에서 신뢰하는 기술이자, 다양한 산업 응용 분야에서 가장 일반적인 적층 제조 기술입니다.

SLS 3D 프린터는 흰색, 회색 또는 검은색 나일론 분말을 원료로 사용합니다. 파트를 직접 컬러로 프린팅할 수는 없지만 후처리 과정에서 염색하거나 페인팅할 수 있습니다. 네 가지 염색 방법이 있으며, 각각 워크플로와 예산에 따라 장단점이 다릅니다.

바인더 제팅 3D 프린팅 기술은 SLS 및 MJF 프린팅과 유사하지만 열 대신 컬러 바인딩 에이전트를 사용하여 분말 사석 재료를 결합합니다.

바인더 젯팅으로 생산된 파트는 표면이 다공성이고 매우 부서지기 쉬우므로 이 공정은 풀 컬러 피규어 및 컨셉 모형 제작과 같은 정적인 용도에만 권장됩니다.

재료 분사 및 PolyJet 3D 프린터는 2D 프린터와 유사한 제작 트레이에 재료 방울을 떨어뜨린 다음 자외선으로 경화시켜 전통적인 잉크젯 프린팅과 포토폴리머 레진을 사용하는 방식을 결합합니다.

이러한 프로세스는 무궁무진한 컬러 가능성을 제공하며 생생한 컬러로 사실적인 파트를 만들 수 있습니다. 그러나 파트의 기계적 물성이 좋지 않고 열에 민감하며 이 기술의 진입 가격은 모든 컬러 3D 프린팅 옵션 중에서 가장 높습니다.

컬러 3D 프린팅을 이용하면 엔지니어와 디자이너는 실제와 유사한 프로토타입과 최종 사용 파트를 제작하여 비용과 시간을 절약할 수 있으며, 영화 제작자는 디지털 모델을 소품으로, 모형 제작자는 생생한 미니어처를, 의료 전문가는 정확한 해부학 모델을 제작하는 등 다양한 분야에서 활용할 수 있습니다.

신속 프로토타이핑은 기업이 아이디어를 현실적인 개념 증명으로 전환하는 데 도움이 되며 이러한 개념을 최종 제품의 모양과 기능을 갖춘 충실한 프로토타입으로 발전시키며 일련의 검증 단계를 통해 제품의 대량 생산으로 이어집니다.

컬러 컨셉 모형은 이해관계자에게 아이디어를 보여주고, 토론을 유도하고, 위험 부담이 적은 컨셉 탐색을 통해 수용 또는 거부를 유도할 수 있습니다.

이후 단계에서는 실제와 같은 색상의 프로토타입을 통해 최종 제품의 모습과 최종 사용자가 어떻게 상호 작용할지 더 잘 파악할 수 있습니다. 인간공학과 사용자 인터페이스, 전체적인 사용자 경험은 목업을 제작해야 검증할 수 있고 작업자는 그 이후에야 디자인 및 설계에 시간을 투입하여 제품의 기능을 완전히 구현해 낼 수 있습니다.

또한 컬러 매칭 3D 프린팅 또는 풀 컬러 3D 프린팅을 이용하면 제품 개발 팀이 다양한 색상 옵션을 실험하고 생산에 들어가기 전에 고객과 함께 연구를 진행할 수 있습니다.

엔터테인먼트 산업에서 3D 프린트로 제작된 소품과 모델은 실제 모델과 디지털 효과의 경계를 허물고 있습니다. 아티스트는 3D 모델링 소프트웨어를 사용하여 사실적이고 디테일한 모델을 만든 다음 3D로 프린팅하여 몇 시간 만에 현실로 구현합니다. SLA

3D 프린팅이 모델 제작, 탁상용 게임, 수집품, 기타 취미 등 맞춤형 미니어처와 피규어 제작에 혁명을 일으켰다는 사실에는 의심의 여지가 없습니다.

풀컬러 3D 프린터는 취미용으로 사용하기에는 예산이 부담스러운 경우가 많고, 모델 제작자들은 전통적으로 수작업으로 모델을 제작하기 때문에 3D 프린팅 후 컬러를 칠하는 것이 가장 인기 있는 방법입니다.

예를 들어 모던 라이프 워크샵의 아티스트들은 3D 모델링 디자인과 SLA 3D 프린팅을 결합하여 초현실적인 유명인 초상화를 제작합니다. 아티스트는 디지털 프리핸드 조각 소프트웨어인 ZBrush를 사용하여 컴퓨터에서 세부적인 모델을 만듭니다. 그런 다음 SLA 3D 프린터로 디자인을 3D 프린팅하고 수작업으로 파트에 페인트를 칠합니다.

게임 분야에서는 던전 앤 드래곤 같은 테이블용 게임을 중심으로 온라인 커뮤니티가 발생했고 이런 커뮤니티의 게이머들이 D&D 미니어처, 피규어, 지형, 건물, 기타 보드 게임 액세서리를 독특한 형태로 제작하는 데 3D 프린터를 사용하게 되었습니다.

전문 모델 제작 회사 DM-Toys도 3D 프린팅으로 맞춤형 모형의 프로토타입 제작 및 생산 주기를 단축합니다.

글로벌 플레이 앤 엔터테인먼트 기업인 해즈브로(Hasbro)도 대규모 맞춤형 액션 피규어 생산을 향한 획기적인 노력의 하나로 해즈브로 셀피 시리즈 피규어를 제작하는 데 3D 프린팅을 사용합니다. 셀피 시리즈의 경우, 팬들은 스마트 기기로 자신의 얼굴을 스캔하면 맞춤형으로 제작된 닮은꼴 액션 피규어를 집 앞까지 배송받을 수 있습니다.

의료 분야에서 방사선 전문의, 외과의, 생의학 전문가들은 수술 전 계획, 수술 중 시각화 및 교육을 위한 참조 도구로 사용할 수 있는 해부학적 특징을 정확한 3D 모델로 만들기 위해 3D 프린팅을 점점 더 많이 사용하고 있습니다.

3D 프린팅을 이용하는 의료 전문가들은 다른 기술로는 제작이 불가능한 복잡한 디테일의 복잡한 모형을 제작할 수 있습니다.

각 혈관이나 장기를 직접 3D 프린트로 만들거나 다양한 색상으로 칠할 수 있어 강의실에서 쉽게 볼 수 있는 전공의 교육 프로그램에서 사용하기에 좋습니다.

또한 환자 스캔 데이터를 기반으로 하는 환자별 수술 모델은 오늘날의 개인 맞춤형 정밀 의학에서 점점 더 유용한 도구가 되고 있습니다.

3D 프린팅을 통해 환자의 편의를 위해 설계된 맞춤형 보철물을 3D 프린트로 제작할 수 있게 되었습니다. 프린팅 후에는 생체적합성 페인트를 사용하여 환자에게 맞게 보철물을 칠하거나 칠한 후 생체적합성 실란트로 덮어 보철물을 착용할 수 있도록 만듭니다.

트래비스 벨리치 박사는 암 생존자인 셜리 앤더슨을 위해 환자의 이름을 딴 공정, 셜리 기법으로 인공 턱을 3D 프린팅했습니다. 지구 반대편에서는 싱가포르의 의사들이 피부암 생존자 J.F.를 위해 인공 코를 만들었습니다. 리안의 피부 톤에 맞추기 위해 여러 개의 3D 프린트를 페인팅하는 리안.

맞춤형 색상 또는 여러 색상으로 직접 프린팅하는 것부터 염색, 페인팅, 수화까지 다양한 기계적 물성을 가진 컬러 3D 프린팅 파트를 제작할 수 있습니다.

레진 3D 프린터는 페인팅이나 하이드로그래피를 적용할 수 있도록 매끄러운 표면을 프린팅하거나 Formlabs 레진 3D 프린터를 사용하면 맞춤형 색상으로 직접 프린팅할 수 있습니다. 한편, SLS 파트는 풀 컬러부터 옴브레 및 효과까지 다양한 색상으로 염색이 가능합니다.

Formlabs 프린터를 살펴보고 프리팅 작업을 시작하거나 영업팀에 문의하여 자세한 내용을 알아보세요.