Czas czytania: 4 min.
Producenci filamentów prześcigają się w wysiłkach, aby uczynić świat druku 3D bardziej kolorowym. I bardzo dobrze. Przyjrzyjmy się temu, co tak naprawdę oferują kolorowe filamenty do druku 3D – a raczej wielokolorowe, bo kolorowe są przecież wszystkie.
Artykuł powstał we współpracy z autorem zewnętrznym i jest publikowany gościnnie poza naszym standardowym procesem redakcyjnym. Traktuj go jako materiał uzupełniający.
Jak działają filamenty zmieniające kolor?
Filamenty zmieniające kolor to specjalny rodzaj materiałów do druku 3D, które reagują na bodźce zewnętrzne. Najczęściej jest to temperatura, światło UV lub światło widzialne. Wbrew pozorom nie chodzi tu wyłącznie o filamenty tęczowe (często spotykany w nazwach handlowych rainbow) czy gradientowe, które są po prostu wielokolorowe. W przypadku filamentów zmieniających kolor mówimy o materiałach reagujących dynamicznie, czyli takich, które zmieniają swój wygląd już po wydrukowaniu w zależności od warunków otoczenia.
Filamenty termochromowe
Pierwsza grupa to filamenty termochromowe. Zmieniają one kolor pod wpływem temperatury. Najczęściej zabarwienie staje się jaśniejsze w cieple, na przykład model wydrukowany na niebiesko może stać się prawie biały, gdy temperatura przekroczy określony próg (np. 30°C). Po ochłodzeniu wraca do pierwotnego koloru. Termochromizm oparty jest na specjalnych pigmentach, które przechodzą zmiany strukturalne na poziomie molekularnym. Te zmiany wpływają na sposób, w jaki pigment pochłania i odbija światło, co skutkuje zmianą postrzeganego koloru.
Filamenty fotochemiczne (UV)
Druga grupa to filamenty reagujące na promieniowanie UV, czyli filamenty fotochromowe. Mają one neutralny kolor w pomieszczeniu, ale pod wpływem światła słonecznego (czyli promieni UV) nabierają intensywnego zabarwienia, np. z białego zmieniają się na fioletowy. Po powrocie do cienia wracają do koloru bazowego. Podobnie jak w przypadku termochromizmu pigmenty UV zmieniają strukturę chemiczną pod wpływem światła, przez co modyfikują swoje właściwości optyczne.
Filamenty fluorescencyjne i fosforyzujące
To oddzielna kategoria, która jest często mylona z powyższymi. Nie zmieniają one koloru w klasycznym sensie, ale emitują światło. Fluorescencja oznacza, że materiał świeci wyłącznie w obecności światła UV – z pomocą przychodzą tutaj lampy UV i oczywiście światło słoneczne. Efekt znika natychmiast po usunięciu źródła światła. Fosforyzacja (glow-in-the-dark) występuje natomiast wtedy, gdy materiał „ładuje się” światłem, najczęściej dziennym lub sztucznym, a potem świeci w ciemności przez pewien czas i powoli wygasa. Pigment zawiera cząsteczki siarczku cynku lub strontu.
Filamenty wielokolorowe
Filamenty typu rainbow, gradient czy silk nie zmieniają koloru po wydrukowaniu, tylko zawierają kilka kolorów już na poziomie szpuli. Wydrukowany model może wyglądać jak zmieniający kolor, ale jest to efekt przejścia barw na długości filamentu, a nie reakcja na bodźce zewnętrzne. Warto to podkreślić, bo wielu użytkowników błędnie zakłada, że „rainbow filament” to filament, który dynamicznie zmienia kolor.
Wielokolorowy druk 3D i jego zastosowania
Filamenty zmieniające kolor znajdą zastosowanie wszędzie tam, gdzie liczy się efekt wizualny, interaktywność lub element zaskoczenia. Termochromowe filamenty świetnie sprawdzają się w drukowaniu zabawek, które reagują na dotyk dłoni, ciepło napoju czy promienie słońca. Mieszczą się tu wszelakie kubki, figurki czy breloczki. Mogą również pełnić praktyczne funkcje sygnalizacyjne, zmieniając kolor przy przegrzaniu jakiegoś elementu. Filamenty UV nadają się idealnie do tworzenia dekoracji zewnętrznych, które zmieniają wygląd w świetle dziennym – efekt jest taki, jakby ozdoby ogrodowe, pokrowce, i inne personalizowane gadżety wręcz ożywały na słońcu. Fluorescencyjne i fosforyzujące filamenty są popularne wśród twórców dekoracji nocnych, oznaczeń awaryjnych, akcentów do stylizacji cosplay i modeli świecących w ciemności. Ich efekt szczególnie dobrze prezentuje się w półmroku, a stąd już niedaleko do zastosowań scenicznych, imprezowych i edukacyjnych.
Wyzwania w kwestii koloru i właściwości mechaniczne
Choć filamenty zmieniające kolor i wielokolorowe oferują efektowne rezultaty wizualne, niosą ze sobą także pewne ograniczenia, o których warto wiedzieć przed rozpoczęciem druku. Po pierwsze to trwałość koloru. Pigmenty termochromowe i fotochromowe mają ograniczoną odporność na starzenie się. W miarę upływu czasu i pod wpływem światła, wilgoci i powtarzających się zmian temperatury będą tracić intensywność, blaknąć lub mogą przestać reagować. To szczególnie istotne w przypadku modeli narażonych na częsty kontakt z promieniowaniem UV lub ciepłem, czyli w zastosowaniach zewnętrznych. Po drugie: przewidywalność efektu. W filamentach typu rainbow lub gradientowych użytkownik nie ma kontroli nad momentem zmiany koloru, bo to szpula “decyduje”, w którym miejscu kolor zacznie się zmieniać. Efekt końcowy zależy więc od geometrii modelu i tego, ile filamentu zostanie zużyte. Przy mniejszych modelach może się nawet zdarzyć, że cały wydruk będzie miał tylko jeden kolor z gradientu. W kwestii właściwości mechanicznych filamenty z dodatkami pigmentów specjalnych różnią się od klasycznego PLA czy PETG. Termochromowe PLA bywa bardziej kruche, a filamenty fluorescencyjne lub świecące zawierają domieszki fosforu lub innych twardych cząstek, które mogą powodować szybsze zużycie dyszy drukarki, gdy nie jest ona odpowiednio hartowana. Również warstwy mogą gorzej się łączyć, co wpływa na trwałość gotowego wydruku. Wreszcie pozostaje samo ustawienie drukowania, a raczej jego kalibracja. Niektóre z tych filamentów mogą wymagać drobnych korekt w ustawieniach drukarki, na przykład niższej lub wyższej temperatury, wolniejszego prędkości druku czy mniejszej retrakcji, by uniknąć problemów z ciągłością koloru lub nadmiernym zużyciem dyszy.
Wszystko do druku 3D - i jeszcze więcej
Odkryj drukarki 3D, filamenty i akcesoria oraz tysiące produktów z kategorii elektroniki, Arduino, Raspberry Pi, robotyki i programowania. Sprawdź pełną ofertę w największym sklepie dla fanów druku 3D w Polsce.
Kolorowe filamenty i ich przykłady
Wielokolorowe, zmieniające odcień i inne, niestandardowe filamenty znajdziesz w ofercie Botland. Ciekawy przykład to filamenty polskiego producenta ROSA PLAST pod marką Rosa3D, który zasłynął szeroką gamą barwnych, efektownych materiałów. Produkują zarówno klasyczne PLA, jak i bardziej dekoracyjne lub interaktywne typy tworzyw. PLA Pastel to filamenty o delikatnych, stonowanych barwach takich jak błękity, zielenie, żółcie, łososiowe czy lawendowe. Charakteryzują się matową fakturą, przyczepnością warstw i brakiem zapachu – sprawdzą się jako budulec na dekoracyjne gadżety, figurki i zabawki o bardziej subtelnej estetyce. PLA Rainbow Pastel to wszystkie kolory pastelowe na jednej szpuli tworzące efekt gradientu bez dodatków światłoczułych. To filament wielokolorowy, nie zmieniający koloru po druku, ale dający płynne przejścia tonalne w modelu. W ofercie Devil Design pojawiają się filamenty świecące w ciemności takie jak Glow in the Dark Blue, które po naświetleniu emitują niebieskie światło w ciemnościach. Równie ciekawe propozycje można znaleźć w kategorii filamentów od stawiającego na ekologię Polymaker. Ograniczeniem jest tu głównie wyobraźnia, a więc nic, jak tylko wybrać i poeksperymentować!
