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Quand il s’agit de concevoir un produit dans son ensemble, ou des éléments spécifiques de ce dernier, la couleur peut s’avérer être une caractéristique essentielle. En plus des nombreux avantages qu’elle offre, l’impression 3D peut s’avérer particulièrement utile quand vous avez besoin de faire fabriquer des pièces de différentes couleurs. Cet article étudie 2 options possibles permettant d’imprimer en 3D des pièces mécaniques dans différents tons : l’impression 3D couleur directe et la coloration post-usinage.
Deux méthodes d’impression 3D couleur
Il existe plusieurs méthodes pour obtenir des impressions 3D en couleur, les deux plus populaires étant :
- Faire imprimer les pièces directement en couleur : en utilisant une matière première d’impression (poudre ou filament) ayant déjà la couleur désirée.
- Faire colorer vos pièces en post-usinage : en utilisant un matériau de couleur standard (gris ou blanc) pour l’impression, qui sera teint après coup pour lui donner la couleur voulue.
Les différents types d’impression 3D couleur
L’impression 3D couleur directe
L’impression 3D couleur directe fait usage de filaments de couleurs variées pour imprimer en 3D les modèles souhaités. À titre d’exemple, la technologie d’impression 3D FDM doit sa popularité à sa capacité à utiliser des filaments dans des tons très variés. Cette méthode permet d’obtenir des couleurs éclatantes, alliées à un bon niveau de détails, quoique cela puisse varier en fonction de la qualité des filaments utilisés. L’impression 3D couleur directe n’est pas sans inconvénients cependant, le principal étant l’impossibilité de mélanger différentes couleurs pour un seul ouvrage. Les options sont de plus limitées aux couleurs de base offertes, ce qui ne permet pas d’utiliser toutes les nuances du système RAL.
L’impression 3D couleur indirecte
L’impression 3D couleur indirecte désigne une méthode où la couleur est appliquée, à partir d’une source extérieure, pendant le processus d’impression (par exemple, dans le cas de l’impression 3D par Multi Jet Fusion). Beaucoup plus précise, cette technologie permet également d’obtenir des pièces imprimées d’une apparence plus réaliste. Il est important de mentionner que l’impression 3D couleur indirecte est basée sur la quadrichromie (CMYK color model), une donnée à prendre en compte au moment de la préparation du modèle.
Les options d’impression 3D couleur disponibles chez Xometry
Pour l’impression 3D couleur, les deux technologies les plus populaires sont les suivantes : Multi Jet Fusion (MJF) et Fused Deposition Modeling (FDM, « dépot de fil fondu » en français).
L’impression FDM couleur
La technologie FDM est l’une des plus communément utilisée sur le marché. Elle permet d’imprimer avec les matériaux les plus répandus (comme l’ABS ou l’ASA) dans une large palette de couleurs (noir, bleu, gris, ivoire, rouge).
Une pièce mécanique imprimée via FDM doit conserver le même matériau tout au long du processus d’impression. Il n’est pas possible, par exemple, de commencer une impression en utilisant de l’ASA blanc et de changer en plein milieu pour de l’ABS noir. Si vous désirez utiliser cette technologie pour imprimer des pièces multicolores, il vous faudra préalablement diviser votre modèle en plusieurs pièces de différentes couleurs, que vous devrez assembler une fois imprimées.
Avantages :
- Permet d’obtenir des couleurs éclatantes et un bon niveau de détails
- Bonnes propriétés mécaniques
Inconvénients :
- Des couleurs monotones (avec un aspect de « briques de lego »), moins précises qu’avec l’impression MJF
- Impossible de mélanger les couleurs
L’impression MJF couleur
La technologie d’impression 3D Multi-Jet Fusion est la seule capable d’imprimer des plastiques techniques (comme le nylon PA 12) totalement en couleur. Grâce à cette technologie, vous pourrez obtenir des pièces colorées, sans sacrifier à leurs propriétés mécaniques. La nature indirecte du procédé lui permet de reproduire toutes les couleurs du spectre à l’aide d’un système de contrôle voxel. La reproduction des couleurs est aussi beaucoup plus exacte.
Avantages :
- Les pièces obtenues sont hautement résistantes et peuvent être utilisées en application finale
- Rentable, en particulier pour les volumes réduits et intermédiaires
- Hautement productif, utilisable pour la fabrication de lots
- La technologie est beaucoup plus précise et permet d’obtenir des pièces d’une apparence plus réaliste
Inconvénients :
- Impossible d’obtenir des pièces transparentes
- Pas adapté pour les pièces délicates ou de taille très réduite
Les options de coloration en post-usinage
S’il n’existe pas de filament ou de poudre disponible dans la couleur désirée, ou que la technologie d’impression 3D choisie ne permet pas d’utiliser des matériaux colorés, alors il reste la possibilité d’effectuer la coloration au cours d’une opération de post-usinage.
Peinture aérosol
La peinture aérosol est appliquée à la bombe ou au pistolet, en tant que revêtement. C’est une méthode de coloration très répandue, aussi bien pour les pièces imprimées en 3D que pour celles usinées de façon plus conventionnelle. Le principal inconvénient est que la peinture ne pénètre pas la pièce et demeure en surface. Par conséquent, si la pièce se retrouve rayée ou est sujette à l’usure, sa couleur originale sera de nouveau visible.
Technologies compatibles : MJF, SLS, SLA, FDM
Teinture
Contrairement à la peinture aérosol, pour laquelle la coloration ne pénètre pas plus loin que la surface de la pièce, une opération de teinture colore le plastique en profondeur. Cela permet de garantir des couleurs vives et d’éviter que la peinture ne se raye ou ne s’écaille (ce qui peut toujours arriver dans le cas de la peinture aérosol). L’épaisseur ajoutée est négligeable, ce qui évite la perte de détails et garantit une meilleure conformité avec le modèle original. Ceci est particulièrement critique dans les cas où l’impression 3D a été choisie en raison de la complexité de l’ouvrage. Beaucoup d’utilisateurs préfèrent faire teindre leurs pièces en noir, en raison de l’uniformité que cela procure et de l’aspect général obtenu.
Technologies compatibles : MJF, SLS
Comment préparer votre modèle pour l’impression 3D couleur ?
Les informations sur la couleur voulue ne sont pas intégrées dans tous les formats de fichiers (par exemple, elles n’apparaissent pas dans les fichiers .stl ou .catpart). Si vous avez l’intention de faire imprimer votre projet en couleur (à plus forte raison si vous avez opté pour la technologie MJF), nous vous conseillons d’ajouter parmi vos imports, au moment de faire votre demande de devis, un fichier de type .obj, comportant les spécifications de couleur et de texture. Pour la technologie FDM, en revanche, les filaments utilisés étant déjà colorés, n’importe quel type de fichier fera l’affaire.
Conclusion
Comme nous avons pu le voir, il existe 2 approches possibles afin de faire imprimer en 3D des pièces en couleur : soit utiliser une technologie qui permet d’ajouter la couleur directement au cours du procédé d’impression (FDM, MJF), soit ajouter la couleur a posteriori, au cours d’une étape de post-usinage, via une teinture ou grâce à de la peinture en aérosol. Les deux options sont relativement rentables et le surcoût est généralement limité à une hausse de 10% à 15% en moyenne. Vous pourrez avoir une idée des options de coloration disponibles, de leurs prix et de leur temps d’exécution en important vos fichiers CAD sur la plateforme de devis instantané de Xometry.
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