3D 프린트된 아트 꽃병의 색상 전환 마스터하기

3D 프린팅 화병에서 깔끔한 색상 전환을 구현하려면 세 가지 변수를 조절해야 합니다. 바로 필라멘트 교체 시 퍼지량, 경계면의 벽 두께와 형상, 그리고 필라멘트 건조도입니다. 이 세 가지를 적절히 조절하면 FDM 프린터로 출력한 작품이 프린팅된 것이 아니라 마치 정교하게 제작된 것처럼 보이는 날카로운 모서리를 만들어낼 수 있습니다.

예술적인 꽃병은 키가 크고 벽이 얇으며 출력 시간이 오래 걸리기 때문에 다색 워크플로우를 테스트하기에 좋은 사례입니다. 출력 과정에서 발생하는 모든 약점이 표면에 드러나기 때문입니다. 이 가이드에서는 선명한 색상 전환과 흐릿한 색상 전환을 구분하는 재료 선택, 슬라이서 설정 및 하드웨어 조건을 다룹니다.

FDM 프린터에서 "색상 전환"이란 실제로 무엇일까요?

단일 노즐 FDM 프린터에서 색상 전환은 재료를 완전히 교체하는 방식으로 이루어집니다. 프린터는 현재 필라멘트를 빼내고 다음 필라멘트를 로드한 후, 기존 안료가 밀려날 때까지 폐기물을 압출하고 다시 인쇄를 시작합니다. 색상 혼합 단계는 없습니다. 완성된 꽃병에서 그라데이션처럼 보이는 것은 모두 여러 개의 개별 색상 띠가 쌓여 있거나 기하학적인 기법을 사용한 결과입니다.

그 정의는 결함이 어디에서 발생하는지 알려줍니다. 흐릿하고 번진 경계는 거의 항상 퍼징이 불충분해서 발생합니다. 날카롭지만 들쭉날쭉한 경계는 형상 문제 또는 스트링 현상 때문입니다. 많은 제조사들이 이 두 가지 문제를 하나로 취급하면서 아무런 해결책도 제시하지 않고 퍼징 용량만 계속 늘리는 이유가 바로 이것입니다.

다음과 같은 시스템 QIDI Box 필라멘트 교체 자체는 자동화됩니다. 한 장치에는 4개의 스풀이 장착되며, 최대 4개의 장치를 연결하여 한 번의 작업에 16개의 필라멘트를 사용할 수 있습니다. 하지만 자동화 시스템은 필라멘트를 얼마나 배출할지는 결정하지 않습니다. 배출량은 여전히 ​​사용자가 설정해야 합니다. 만약 이전에 다색 인쇄 작업을 해본 적이 없다면, 다색 설정 튜토리얼 먼저 하드웨어 측면을 다룹니다.

소재 팔레트 구성하기: 마감은 디자인 변수입니다

흔히 저지르는 실수는 시각적 흥미를 유발하기 위해 색상에만 의존하는 것입니다. 다양한 요소를 조합하면 더 효과적입니다. 마감 색조를 혼합하는 것보다 더 많은 작업이 필요합니다. 왜냐하면 최종 대비는 멀리서도, 변화하는 조명 조건에서도 유지되지만 미묘한 색조 변화는 그렇지 않기 때문입니다.

대부분의 장식용 꽃병은 PLA 소재로 출력됩니다. 폴리락트산, FDM 소재 중 가장 폭넓은 색상 범위를 제공하는 열가소성 폴리에스터입니다. 세 가지 하위 유형으로 거의 모든 예술적인 화병에 적용할 수 있습니다.

• 무광 PLA: 안료와 충전재의 첨가로 인해 입사광이 반사되는 대신 산란되어 세라믹이나 석재와 같은 표면 질감을 나타냅니다. 이러한 특성을 활용한 제품으로는 다음과 같은 제품들이 있습니다. PLA 무광 기본 불투명한 표면은 광택 있는 표면이 드러낼 수 있는 미세한 돌출 불규칙성을 가려주기 때문에 꽃병 본체에 사용하기에 안전한 선택입니다.
• 실크 PLA: 첨가제는 압출 과정에서 정렬되어 고광택의 금속성 광택을 만들어냅니다. 무광 바탕 위에 띠, 나선형, 능선 등의 형태로 포인트를 주는 데 사용됩니다. 실크 PLA 빛을 반사하여 보는 사람의 움직임에 따라 모습이 변합니다. 꽃병 전체에 사용하면 모든 층의 경계선이 드러납니다.
• 반투명 PLA: 빛은 벽을 통과하는 것이지 벽에서 반사되는 것이 아니므로, 인지되는 색상은 벽 두께에 따라 달라집니다. 이 PLA 제품군은 형상 변화를 통해 색조를 연속적으로 변화시킬 수 있는 유일한 제품입니다.

유용한 작업 규칙: 매트는 전체적으로, 실크는 포인트를 줄 때, 반투명은 광원 가까이에 놓일 모든 것에 사용하세요. 전체 제품을 살펴보세요. 필라멘트 범위 가능하면 같은 브랜드 및 제품군의 재료를 선택하십시오. 서로 다른 공급업체의 PLA를 혼합하면 유동성 차이가 발생하여 경계면에서 문제가 나타납니다.

삭제량: 모든 것을 결정짓는 숫자

퍼지(또는 플러시) 용량은 필라멘트 교체 후 노즐이 모델로 돌아가기 전에 폐기물로 배출되는 재료의 양입니다.이는 다색 인쇄에서 가장 큰 영향을 미치는 설정이며, 슬라이서 기본 설정은 일반적으로 대칭입니다. 즉, 전환 방향에 관계없이 동일한 볼륨을 사용합니다. 하지만 실제 전환은 대칭이 아닙니다.

어두운 색소는 밝은 색소보다 단위 부피당 훨씬 더 많은 색소를 함유하고 있습니다. 용융 영역에서 검은색을 밀어내어 흰색이 흰색으로 보이도록 하려면 그 반대의 경우보다 훨씬 더 많은 세척량이 필요합니다. 아래 표는 숙련된 사용자가 시작하는 데 필요한 배율을 나타내며, 이는 사용하는 슬라이서가 해당 필라멘트 쌍에 대해 계산한 기준값에 대한 상대적인 값입니다.

이 값들은 실험실 측정값이 아닌 일반적인 작업 현장에서 얻은 보정 시작점입니다. 노즐 직경, 핫엔드 형상, 안료 투입량 모두 필요한 부피에 영향을 미칩니다. 본격적인 작업에 들어가기 전에 단계별 테스트 샘플을 출력해 보십시오.

쓰레기는 어디에 버려야 할까요?

퍼지 용량이 클수록 폐기물이 더 많이 발생하므로 슬라이서의 두 가지 기능이 배율 자체만큼 중요합니다.

1. 채움재에 맞춰 평평하게 맞추기: 퍼지 타워 대신 모델의 내부 구조로 재료를 직접 밀어 넣습니다. 바닥이 단단하거나 하단부가 두꺼운 화병에 효과적입니다. 하지만 내부 채움 밀도가 매우 낮은 경우에는 재료를 넣을 곳이 없기 때문에 적합하지 않습니다.
2. 객체/지원에 플러시: 희생물이나 지지 구조물을 배출 대상으로 사용합니다. 화병 자체의 벽이 너무 얇아 배출수를 흡수하지 못할 때 유용합니다.

어떤 방법을 사용하든, 백업용으로 퍼지 타워를 활성화하고 넓은 챙을 사용하세요. 인쇄 도중 타워가 무너지면 나머지 작업물도 함께 날아갈 수 있습니다. 자세한 내용은 관련 가이드를 참조하세요. 색 번짐 방지 타워 설정에 대해 더 자세히 살펴봅니다.

기하학: 꽃병 모드와 다색 모드가 어울리지 않는 이유

나선형 화병 모드는 필라멘트가 이동하면서 점진적으로 높아지는 하나의 연속적인 외벽을 압출하는 방식으로, 이음매 없는 단일벽 용기를 제작할 수 있습니다. 이러한 연속성 때문에 자동 필라멘트 교체가 불가능합니다. 프린터가 레이어를 완전히 출력하지 않기 때문에 필라멘트를 교체할 깨끗한 지점이 없습니다. 화병 모드에서는 설정된 Z축 높이에서 수동으로 필라멘트를 교체하는 방법만 사용할 수 있습니다.

진정한 다색 작업을 위해서는 기존의 층별 인쇄 방식을 사용하십시오.

• 3~4개의 벽 고리 그래서 외부 색상이 얇은 부분을 통해 내부 색상이 비치지 않습니다.
• 경계 정렬: 디자인이 허용하는 한, 색상 변화는 레이어 중간이 아닌 레이어 경계에 배치하세요. 수평 띠는 대각선 띠보다 훨씬 더 자연스럽습니다.
• 방수성: 꽃병에 물을 담을 예정이라면, 벽면을 미적인 요소가 아닌 구조적인 요소로 간주하고 안쪽에 안감을 덧대는 것을 고려해 보세요.내부 벽면의 유량을 약간 증가시키면(약 102~105%) 경계면 사이의 미세한 틈을 메우는 데 도움이 됩니다.

이산색 머신에서 그라디언트 시뮬레이션

FDM은 색상을 단계적으로 변경하기 때문에 진정한 그라데이션은 불가능하지만, 두 가지 기법을 통해 상당히 유사한 결과를 얻을 수 있습니다.

흔들리는/맞물리는 이빨. 두 가지 색상을 빗살무늬처럼 서로 맞물리도록 모델링하되, 전환 영역을 따라 빗살 간격이 점차 감소하도록 합니다. 일반적인 시청 거리에서 눈은 이 패턴을 하나의 자연스러운 혼합으로 인식합니다. 이는 CAD 프로그램에서 구현하거나 슬라이서 프로그램에서 모델에 직접 페인팅하는 방식으로 가능합니다. 모델에 직접 색을 칠하는 것 QIDI 사진관 일반적으로 패턴 모델링보다 빠릅니다.

반투명 소재를 이용한 두께 조절. 반투명 필라멘트의 경우, 벽 두께가 증가함에 따라 인지되는 색상이 어두워지는데, 이는 투과된 빛이 경로 길이에 따라 지수적으로 감쇠되기 때문입니다. 이는 다음과 같은 관계식으로 설명됩니다. 비어-램버트 법칙. 꽃병 높이에 따라 벽 두께를 1.2mm에서 3mm까지 변화시키면 단일 필라멘트로 연속적인 톤 변화를 구현할 수 있으며, 퍼지 과정에서 폐기물이 전혀 발생하지 않습니다. 이는 단일 노즐 기계에서 진정한 그라데이션 효과를 낼 수 있는 유일한 기술입니다.

두 방법 모두 높은 벽 개수와 안정적인 기계를 필요로 합니다. 이러한 방법과 잘 어울리는 패턴은 다음 모음을 참조하세요. 다채로운 색상 프로젝트 영감.

습기 및 장문 인쇄 편차

다색 인쇄는 단색 인쇄보다 시간이 훨씬 오래 걸립니다. 색상을 바꿀 때마다 잉크 회수, 로딩, 퍼지 시간이 추가되기 때문입니다. 단색으로 인쇄하면 6시간이 걸리는 꽃병을 4색으로 인쇄하면 12시간 이상 걸릴 수 있는데, 이처럼 인쇄 시간이 길어지면 습기가 문제가 될 수 있습니다.

PLA는 약간 흡습성; 목재 충전재, TPU, PETG 소재는 훨씬 더 심각한 문제를 일으킵니다. 흡수된 수분이 핫엔드에서 증기로 변하면서 실처럼 늘어지는 현상과 표면 패임을 유발합니다. 특히 여러 색상이 혼합된 꽃병의 경우, 실처럼 늘어지는 현상은 미관상 좋지 않을 뿐만 아니라, 한 색상의 필라멘트가 다른 색상의 필라멘트 사이로 끌려가면서 퍼지 볼륨을 사용하여 보호하려 했던 경계를 파괴합니다.

실질적인 대응책(효과 순서대로):

• 인쇄 중이 아니라 인쇄하는 동안에도 스풀을 건조가 잘 되는 밀폐된 공간에 보관하십시오. QIDI Box 인쇄 작업이 진행되는 동안 65°C의 밀폐된 챔버를 유지하여 사전 건조로는 해결할 수 없는 인쇄 중간 흡수 문제를 해결합니다.
• 나무가 채워진 제품, TPU 소재 제품 또는 이미 개봉된 제품은 미리 건조시키세요. 필라멘트 건조 가이드 재질별 온도와 지속 시간을 제공합니다.
• 사용하지 않는 스풀은 작업 사이에 제습제와 함께 밀봉하여 보관하십시오. (자세한 내용은 참조) 필라멘트를 올바르게 보관하는 방법.

익숙하지 않은 재료를 가지고 실험하는 경우 필라멘트 미스터리 박스, 수분 함량에 대해 최악의 상황을 가정하고 사용 전에 완전히 건조시키십시오.

하드웨어: 프린터가 갖춰야 할 필수 요소

다채로운 색상으로 장식하는 작업은 일반 인쇄보다 두 가지 요구 사항을 충족해야 합니다. 하나는 장시간 작업에도 열 안정성을 유지하는 것이고, 다른 하나는 특별한 작품을 여러 조각으로 나누어 접착할 필요 없이 충분한 두께로 제작할 수 있어야 한다는 것입니다.

챔버 제어는 두 가지 중 더 미묘한 부분입니다. 안정적인 밀폐 환경은 첫 시간부터 12시간까지 적층 접합의 일관성을 유지시켜 주는데, 이는 온도 변화가 눈에 띄는 띠 모양으로 나타나는 두껍고 얇은 벽면에 특히 중요합니다. QIDI Q2 (270×270×256 mm, 2세대 챔버, 65 °C까지 가열) 및 QIDI 맥스4 (390×390×340 mm, 3세대 챔버 가열(최대 65°C))은 독립적인 챔버 가열 기능을 제공하며 QIDI Box 호환됩니다.

한 가지 주의할 점은, 특히 중국 인민해방군(PLA)의 경우, QIDI 챔버 온도를 약 45°C 이하로 유지하는 것이 좋습니다. 고온 챔버는 ABS 및 ASA 소재에는 적합하지만, PLA 소재의 경우 부품 냉각 효율을 저하시키고 열 변형 위험을 증가시킵니다.챔버 온도는 습관이 아닌 재질에 따라 설정하십시오. (참고) 온도 조절 챔버.

인쇄 전 체크리스트

1. 색상뿐 아니라 마감도 대비시켜 ​​보세요 — 무광 본체에 실크 소재로 포인트를 주었습니다.
2. 비대칭 퍼지 볼륨 설정 — 어두운 색에서 밝은 색으로의 변화는 기준선의 2~3배, 그 반대의 경우는 기준선과 거의 같습니다.
3. 단계별 견본으로 보정하세요 12시간짜리 업무에 전념하기 전에.
4. 벽면 3~4개 사용, 내벽 유량 102~105% 유지 만약 꽃병에 물을 담아야 한다면.
5. 필라멘트를 건조하게 유지하세요. 인쇄 시작 시뿐만 아니라 인쇄 과정 전체에 걸쳐 적용됩니다.
6. 퍼지 타워에 5~10mm의 테두리를 만들어 주세요. 그리고 15~20% 채움재.
7. 챔버 온도를 재료에 맞게 조절하십시오. PLA의 경우 최대 허용 온도는 약 45°C입니다.

자주 묻는 질문

4색 꽃병을 만들 때 실제로 얼마나 많은 필라멘트가 낭비될까요?

퍼지 폐기물은 모델 크기가 아니라 전환 횟수에 비례합니다. 매 레이어마다 색상이 바뀌는 꽃병은 꽃병 자체에 들어 있는 재료보다 더 많은 재료를 배출할 수 있습니다. 각 필라멘트가 여러 연속 레이어에 사용되도록 색상을 수평 밴드로 그룹화하는 것이 가장 효과적인 변경 방법입니다. 이렇게 하면 색상이 연속적으로 바뀌는 디자인에 비해 전환 횟수를 10분의 1로 줄일 수 있습니다.

흰색 부분이 각 띠의 시작 부분에서만 회색빛을 띠는 이유는 무엇인가요?

어두운 색에서 밝은 색으로 전환되는 부분에서 퍼징이 부족해서 발생하는 전형적인 문제입니다. 필라멘트를 교체한 후 처음 압출되는 필라멘트에는 노즐 벽에 남아있는 어두운 색소가 남아 있습니다. 전체 퍼징 값을 높이는 대신 해당 필라멘트 쌍에 대한 퍼징 배율을 높이세요. 전체 값을 높이면 이미 양호한 전환 부분에서 재료가 낭비될 뿐입니다.

다색 시스템을 전혀 사용하지 않고도 부드러운 그라데이션을 만들 수 있을까요?

네, 반투명 필라멘트를 사용하고 필라멘트 두께를 변화시키세요. 투과광은 경로 길이에 따라 감쇠하기 때문에 필라멘트 두께를 1.2mm에서 3mm로 늘리면 연속적인 명암 변화로 나타납니다. 필라멘트 한 롤만 사용하면 되고, 퍼지 과정에서 발생하는 폐기물도 없지만, 조명을 비추거나 밝은 배경에 놓을 작품에만 효과적입니다.

인쇄 속도를 늦추면 색상 경계가 더 선명해지나요?

직접적인 영향은 없습니다. 경계선 선명도는 퍼지 볼륨과 스트링 현상에 따라 결정되는데, 이 두 가지 모두 속도와는 대체로 무관합니다. 인쇄 속도를 늦추면 경계선을 따라 색상이 번지는 스트링 현상을 줄여 간접적으로 도움이 되지만, 필라멘트 건조 상태와 리트랙션 설정을 조정하면 더 적은 시간 투자로 더 큰 개선 효과를 볼 수 있습니다.

여러 색깔이 섞인 꽃병을 사포질해야 할까요?

주의하세요. 색상 경계를 가로질러 사포질하면 어두운 색의 안료가 밝은 색으로 옮겨가면서 피하려고 했던 얼룩이 생깁니다. 표면을 매끄럽게 해야 할 경우, 경계선과 평행하게 사포질하고 색상별로 사포를 바꿔가며 사용하세요. 자세한 방법은 가이드를 참고하세요. PLA 출력물의 사포질 및 광택 작업.

예술적인 화병을 만드는 비결은 마법 같은 설정을 찾는 것이 아니라 기술적 정확성과 재료 선택의 균형을 맞추는 것입니다. 사용하는 필라멘트 조합에 맞춰 퍼지량을 조정하고 스풀이 마르지 않도록 관리하면 다채로운 색상의 장식을 반복적으로 출력할 수 있습니다. 바로 이 반복성이 운 좋게 한 번만 출력한 작품과 필요에 따라 꾸준히 생산할 수 있는 작품을 구분 짓는 요소입니다. 동일한 다중 재료 기법을 다른 방식으로 적용한 사례는 다음 가이드를 참조하세요. 3D 프린팅으로 가구 손잡이 교체하기.

면책 조항: 이 문서에 제시된 기술 설정 및 경험적 방법은 업계에서 일반적으로 사용되는 방식을 반영하며, 보정 시작점으로 활용하시기 바랍니다. 결과는 하드웨어 구성, 주변 환경 조건 및 필라멘트 배치에 따라 달라질 수 있습니다. 대규모 프로젝트를 시작하기 전에 항상 소규모 테스트 출력을 진행하십시오.

출처

• 퍼듀대학교 도서관: 3D 프린팅 용어집
• 폴리락트산(PLA) - 소재 개요
• 비어-램버트 법칙 — 매질을 통과하는 빛의 감쇠
• 흡습성 — 고분자의 수분 흡수
• PMC: 3D 프린팅 재료 - 발전과 한계