Prusa ColorMix: viac odtieňov z niekoľkých cievok vo FDM tlači

Viacfarebná FDM tlač už dávno neznamená len ručnú výmenu filamentu v určitej výške. Multimateriálové systémy dokážu prepínať medzi niekoľkými cievkami, slicery umožňujú farbiť časti modelu a tlačiareň sa postará o výmeny. Stále tu však bol jeden jasný limit: model mohol mať len toľko farieb, koľko ich fyzicky vložíte do tlačiarne.

V čase vydania je ColorMix dostupný v PrusaSliceri 2.9.6 beta a v EasyPrinte, takže ide o funkciu určenú najmä na praktické skúšanie.

Prusa ColorMix tento limit posúva. Namiesto toho, aby sa každá farba tlačila z jednej konkrétnej cievky, slicer vytvorí virtuálne odtiene kombináciou vrstiev z viacerých filamentov. Keď sa napríklad strieda biela a čierna po tenkých vrstvách, z bežnej vzdialenosti vyzerá povrch sivo. Podobne možno z azúrovej, purpurovej, žltej, bielej a čiernej získať celý rad ďalších farieb, aj keď ich fyzicky nemáte na samostatnej cievke.

Nejde o skutočné miešanie roztaveného plastu v tryske. Ide o optický trik. Farby sú vo vrstvách nad sebou alebo vedľa seba tak blízko, že ich oko z bežnej vzdialenosti vníma ako nový odtieň. To je dôležité, pretože od toho sa odvíjajú výhody aj obmedzenia celej technológie.

Čo ColorMix robí v sliceri

ColorMix pracuje s multimateriálovou tlačiarňou, ktorá dokáže prepínať medzi viacerými filamentmi. V sliceri zadáte reálne farby vložených cievok a z nich sa vytvoria ďalšie virtuálne extrudéry. Tie nezodpovedajú novej fyzickej cievke, ale pomeru vrstiev medzi existujúcimi filamentmi.

Typický príklad:

• 50 % biela a 50 % čierna vytvoria sivý odtieň.
• 75 % biela a 25 % purpurová vytvoria svetloružový alebo fialový nádych.
• Vyvážený pomer troch farieb môže vytvoriť odtieň, ktorý by si inak vyžadoval samostatný filament.

V PrusaSliceri sa s týmito virtuálnymi odtieňmi pracuje podobne ako s bežnými extrudérmi. Môžete ich priradiť časti modelu, použiť pri multimateriálovom maľovaní alebo ich využiť na dekoratívne plochy. EasyPrint má jednoduchší pracovný postup v prehliadači, takže je vhodný na rýchle vyskúšanie a pre používateľov, ktorí nechcú riešiť toľko detailných nastavení.

Dôležitá praktická poznámka: ColorMix nie je plynulé farebné miešanie ako v grafickom editore. Pri FDM tlači sa pracuje s diskrétnymi vrstvami. Preto dávajú zmysel najmä jednoduché pomery, napríklad 50:50, 75:25, 25:75 alebo 33:33:33. Jemnejší pomer by si vyžadoval dlhší opakujúci sa vzor vrstiev a ten už môže na modeli vytvárať viditeľné pruhovanie.

Pre ktoré tlačiarne a filamenty má zmysel

ColorMix najlepšie využijete na tlačiarni s viacerými materiálmi alebo nástrojmi. Typicky ide o tlačiarne s MMU, AMS alebo toolchangerom. S jednou cievkou a jednou tryskou bez automatickej výmeny filamentu ColorMix praktický zmysel nedáva, pretože potrebuje časté prepínanie materiálu.

Toolchanger má výhodu v rýchlosti a menšom odpade, pretože každý filament môže mať vlastný nástroj. Pri systémoch s jednou tryskou sa pri každej zmene filamentu musí čistiť hotend, takže rastie čas tlače aj spotreba materiálu na čistiacu vežu alebo odpad. Pri malom farebnom detaile to nemusí prekážať, ale pri modeli s mnohými zmenami v každej vrstve sa rozdiel rýchlo prejaví.

Ako východisková kombinácia sa ponúka súprava v štýle CMYKW: azúrová, purpurová, žltá, biela a čierna. Biela pomáha zosvetľovať, čierna stmavovať a farby CMY tvoria základ širšej palety. Experimentovať však môžete aj s tým, čo máte doma. Len počítajte s tým, že výsledok bude výrazne závisieť od konkrétneho materiálu.

Priesvitnejšie filamenty sa často opticky miešajú lepšie ako veľmi krycie materiály. Naopak metalické, trblietavé, perleťové alebo výrazne efektové filamenty môžu výsledok skresliť, pretože odrážajú svetlo inak podľa orientácie vrstiev a častíc. Na prvý test je najrozumnejšie obyčajné PLA alebo PETG bez špeciálnych efektov.

Kde ColorMix vyzerá dobre

ColorMix je najsilnejší tam, kde model sledujete zboku a kde sa tenké vrstvy v oku spoja do jedného odtieňa. Prakticky to znamená najmä dekoratívne modely s viditeľnými zvislými alebo šikmými stenami.

Dobrí kandidáti:

• figúrky a štylizované postavy,
• stolové dekorácie, cedule a menovky,
• herný terén, žetóny a doplnky,
• cosplay doplnky bez potreby presnej firemnej farby,
• hračky a darčekové modely,
• testovacie palety na hľadanie nových odtieňov,
• modely s tieňovaním, pri ktorých neprekáža ľahká textúra vrstiev.

Predstavte si napríklad malého chameleóna, ktorého telo nie je len zelené, ale má svetlejšie brucho, tmavší chrbát a farebné prechody na chvoste. Alebo menovku na stôl, na ktorej písmo vystupuje v tmavšom namiešanom odtieni a pozadie má jemnú pastelovú farbu. V takýchto prípadoch ColorMix pridá vizuálnu hodnotu bez toho, aby ste museli kupovať desať rôznych cievok.

Veľmi zaujímavé je aj použitie na tieňované modely. Keď sa na figúrku alebo reliéf pridajú svetlá a tiene priamo farbami, výsledná tlač môže pôsobiť plastickejšie aj bez dodatočného farbenia. Nie je to náhrada ručného maľovania miniatúr, ale na rýchle darčeky, dekorácie a prototypy vzhľadu je to praktický krok vpred.

Kde sú limity

Najväčším limitom ColorMixu je presnosť. Slicer dokáže odhadnúť, ako bude kombinácia vyzerať, ale plast nie je atrament a každý filament sa správa trochu inak. Iná značka, iná priesvitnosť, iný pigment alebo iná teplota tlače môžu výsledok posunúť.

Druhým limitom je orientácia plôch. ColorMix funguje najlepšie na bočných stenách, kde oko vníma vrstvy ako jemné prúžky. Na horných a spodných plochách je efekt slabší, pretože sa pozeráte najmä na poslednú vytlačenú farbu alebo na vzor hornej výplne. Ak má byť najdôležitejšou časťou modelu veľká rovná horná plocha, ColorMix nemusí dodať očakávaný odtieň.

Tretím limitom je čas a odpad. Viac farieb znamená viac výmen. Pri jednej tryske sa každá výmena prejaví čistením a materiálom navyše. Pri toolchangeroch je to lepšie, stále však riešite kalibráciu nástrojov, presnosť zarovnania a dlhšiu prípravu tlače.

Štvrtým limitom je viditeľné pruhovanie. Pri nízkej vrstve sa farby opticky spoja lepšie. Pri vyššej vrstve alebo kontrastnej kombinácii môže byť mix viditeľný ako zámerný vrstvený vzor. Niekedy to vyzerá zaujímavo, inokedy to pôsobí ako chyba.

Kedy radšej použiť presný odtieň filamentu

ColorMix je skvelý nástroj na rozšírenie palety, ale nie je dôvod kvôli nemu zahodiť klasické farebné filamenty. Presný odtieň na samostatnej cievke je stále lepší v niekoľkých situáciách.

Použite konkrétny filament, keď:

• tlačíte firemné logo alebo produkt vo farbe značky,
• potrebujete opakovať rovnaký odtieň vo viacerých zákazkách,
• model má veľké jednoliate plochy bez viditeľnej vrstvenej textúry,
• zákazník očakáva čistý, sýty a presne opísaný odtieň,
• riešite mechanický diel, pri ktorom farba nie je hlavnou hodnotou,
• chcete kratšiu tlač, menej odpadu a jednoduchšiu kontrolu kvality.

Typickým príkladom je zákazková ceduľa vo firemnej červenej. Ak má zákazník presne stanovený odtieň, je bezpečnejšie vybrať filament, ktorý farbe čo najviac zodpovedá, než sa spoliehať na optický mix. Naopak pri fantasy figúrke, farebnom držiaku na slúchadlá alebo hravej dekorácii môže ColorMix ponúknuť krajší výsledok než náhodne vybraná samostatná cievka.

Praktický postup na prvý test

Začnite malým modelom, nie celodennou tlačou. Ideálny je testovací kužeľ, malá figúrka alebo vzorník s niekoľkými plochami. Cieľom prvej tlače nie je dokonalý model, ale overiť, ako sa správajú vaše konkrétne filamenty.

Odporúčaný postup:

1. Vložte tri až päť kontrastných filamentov. Pre širšiu paletu je najlepšia kombinácia azúrovej, purpurovej, žltej, bielej a čiernej.
2. V sliceri nastavte reálne farby filamentov čo najpresnejšie. Keď zadáte nesprávnu východiskovú farbu, náhľad namiešaných odtieňov bude menej užitočný.
3. Vytvorte niekoľko virtuálnych odtieňov a vyberte len tie, ktoré skutočne použijete. Menej farieb znamená menej výmen a prehľadnejšiu tlač.
4. Tlačte s nižšou výškou vrstvy. Na vizuálne testy má zmysel začať okolo 0,10 mm, prípadne nižšie, ak to profil a tryska zvládnu.
5. Po vytlačení posudzujte model z bežnej vzdialenosti a pri osvetlení, v ktorom bude umiestnený. Zblízka vždy uvidíte vrstvy.
6. Uložte si vydarené kombinácie filamentov a nastavení. ColorMix je praktický najmä vtedy, keď si vytvoríte vlastnú overenú paletu.

Ak používate systém s jednou tryskou, sledujte aj veľkosť čistiacej veže a celkovú spotrebu materiálu. Niekedy sa oplatí vynechať jeden virtuálny odtieň, pretože úspora času a odpadu je väčšia než vizuálny rozdiel.

Čo si z toho odniesť

Prusa ColorMix je najzaujímavejší pre ľudí, ktorí chcú z multimateriálovej tlačiarne dostať viac farieb bez nákupu veľkej zásoby cievok. Najlepšie funguje na dekoratívnych modeloch, figúrkach, menovkách, herných doplnkoch a všade tam, kde je príjemný farebný dojem dôležitejší než absolútna presnosť odtieňa.

Nie je to však magická náhrada za skutočný filament v konkrétnej farbe. Ak potrebujete presnú firemnú farbu, dokonale čistú jednoliatu plochu alebo rýchlu tlač bez odpadu, klasická cievka stále víťazí. ColorMix berte ako nový nástroj v súprave: výborný na experimenty, odtiene a vizuálne zaujímavé modely, no opatrnejší pri zákazkách s presnou farebnou špecifikáciou.

Pre e-shop aj domácu dielňu z toho vyplýva jednoduché pravidlo. Presné a opakovateľné farby riešte konkrétnym filamentom. Kreatívne modely, prototypy farebných variantov a efektné darčeky skúste namiešať v sliceri.