Приветствую всех завсегдатаев домашних мастерских и любителей запаха изопропилового спирта по вечерам! Если вы давно занимаетесь фотополимерной печатью, то наверняка проходили через стадию «хомяка». Это когда на полке скапливается батарея из полупустых бутылок со смолой всех мыслимых и немыслимых цветов. Красная, синяя, изумрудная, неоново-желтая — вы покупали каждую под конкретный проект, потратили кучу денег, а теперь они просто стоят и медленно выпадают в осадок.
А что, если я скажу вам, что для создания потрясающих полупрозрачных деталей с эффектом настоящего цветного витражного стекла вам нужна всего одна бутылка базовой прозрачной смолы и набор маленьких пузырьков из художественного магазина?
Сегодня мы поговорим о домашней колеровке фотополимеров. Процесс этот невероятно увлекательный, сродни настоящей алхимии, но он таит в себе огромное количество подводных камней. Одно неверное движение — и вместо рубинового кристалла вы достанете из принтера мутную липкую кляксу, а то и вовсе обнаружите на дне ванночки намертво прикипевший блин. Давайте разбираться, как правильно смешивать цвета, какую химию использовать и как не запороть печать на ровном месте.
Проблема заводских цветов и прелесть «чистого листа»
Начнем с простого вопроса: зачем вообще возиться с красителями, если китайские производители уже все смешали за нас? Ответ кроется в свободе творчества и экономии. Заводская цветная прозрачная смола стоит дороже обычной базовой, а её оттенки строго ограничены фантазией химиков на заводе. Если вам нужен специфический цвет «морской волны перед штормом» или легкий оттенок розового шампанского — вы его просто не купите.
Базовая прозрачная смола (Clear Resin) — это ваш чистый холст. Она дешевле, она всегда есть в продаже, и, самое главное, она позволяет контролировать не только сам цвет, но и его насыщенность. Хотите легкую тонировку, чтобы деталь казалась сделанной из льда? Пожалуйста. Нужен глубокий, насыщенный цвет бутылочного стекла? Легко.
Но тут на сцену выходит суровая химия. Фотополимерная смола — это капризная субстанция. В нее нельзя просто так капнуть гуашь, акварель или пищевой краситель из пасхального набора.
Почему именно спиртовые чернила? Разбор полетов
Самая частая ошибка новичков — попытка покрасить смолу тем, что нашлось в ящике стола. Акриловые краски? Забудьте. Пищевые красители на водной основе? Даже не думайте.
Любая краска, содержащая воду, моментально убьет ваш фотополимер. Вода не смешивается со смолой, она образует эмульсию. В результате химическая реакция полимеризации под воздействием ультрафиолета пойдет криво, деталь расслоится, а ванночка покроется странным белесым налетом. Акрил, в свою очередь, содержит непрозрачные пигменты, которые просто заблокируют прохождение света, и ваша деталь не пропечатается в принципе.
Единственный правильный, проверенный и безопасный выбор для создания эффекта прозрачного цветного стекла — это спиртовые чернила (Alcohol Inks).
Почему они работают идеально? Во-первых, их основа — спирт (чаще всего изопропиловый или этиловый), который является отличным растворителем. Он идеально смешивается с компонентами фотополимерной смолы, не вызывая отторжения. Во-вторых, пигмент в хороших спиртовых чернилах растворен на молекулярном уровне. Там нет твердых частиц, которые могли бы осесть на FEP-пленку и поцарапать матрицу. Свет проходит сквозь такую смесь практически беспрепятственно, окрашиваясь в нужный цвет, как луч солнца, проходящий через витраж в старом соборе.
Идем в магазин: как выбрать правильные чернила
Спиртовые чернила бывают разные, и далеко не все нам подойдут. Если вы зайдете в магазин для художников, у вас разбегутся глаза.
Главное правило: ищите чернила, предназначенные для Resin Art (эпоксидной смолы) или просто качественные художественные чернила на спиртовой основе.
Чего стоит избегать:
- Чернила с металликом или перламутром. Да, в бутылочке они выглядят роскошно. Но эти блестки — это физические микрочастицы. В густой эпоксидке они смотрятся отлично, но в жидком фотополимере они могут повести себя непредсказуемо, осесть на дно ванночки за время долгой печати или заблокировать УФ-лучи. Если хотите витраж — берите чистые, прозрачные цвета.
- Дешевые чернила для принтеров на водной основе. Внимательно читайте состав. Если там есть вода (Water, Aqua) — ставим обратно на полку.
- Белые чернила. Белый цвет в спиртовых чернилах — это почти всегда диоксид титана. Это плотный, непрозрачный пигмент. Капнете белого — попрощаетесь с прозрачностью навсегда. Деталь станет матовой и похожей на дешевый пластик.
Лабораторная работа: правила смешивания
Итак, у нас есть бутылка прозрачной смолы и набор спиртовых чернил. Как перенести этот процесс из разряда «капнул на глаз и молюсь» в контролируемую технологию?
Правило первое: никогда не смешивайте в ванночке.
Это грубейшая ошибка. Если вы капнете пигмент прямо в ванночку принтера и начнете мешать его пластиковым шпателем, вы, во-первых, рискуете поцарапать драгоценную пленку, а во-вторых, никогда не добьетесь однородности. На дне обязательно останутся неразмешанные полосы чистого пигмента, которые дадут пятна на готовой модели.
Правило второе: используйте промежуточную тару.
Купите обычные пластиковые стаканчики или, что еще лучше, чистую пустую бутылку из-под смолы, если вы планируете замешать большой объем. Налейте туда ровно столько прозрачной смолы, сколько нужно для печати.
Правило третье: ведите строгий учет (капли на миллилитры).
Спиртовые чернила невероятно концентрированные. Чтобы получить легкий оттенок на 100 миллилитров смолы, достаточно буквально одной-двух капель. Чтобы цвет был насыщенным — может понадобиться пять или десять.
Заведите себе блокнот. Записывайте: «Цвет Изумруд = 100 мл Clear + 3 капли синего + 2 капли желтого». Если этого не делать, вы никогда в жизни не сможете повторить понравившийся цвет, когда смола закончится на середине крупного проекта.
Сам процесс прост: наливаем смолу, капаем чернила, берем деревянную палочку или силиконовый шпатель и начинаем медленно, вдумчиво перемешивать. Ключевое слово — медленно. Если вы будете взбивать смесь, как миксер омлет, вы нагоните в смолу миллиард микропузырьков воздуха. В прозрачной детали каждый такой пузырек будет светиться, как бельмо на глазу. После тщательного перемешивания оставьте стаканчик в покое минут на двадцать в темном месте, чтобы случайные пузыри вышли на поверхность.
Расплата за цвет: как пигмент ломает настройки печати
А теперь мы переходим к самой важной технической части, о которой молчат красивые картинки в интернете. Любое добавление цвета в прозрачную смолу меняет время её засветки. И это физический факт, с которым придется считаться.
Как работает прозрачная смола? УФ-излучение от матрицы проходит сквозь слой легко и непринужденно. Поэтому базовая прозрачная смола обычно требует очень короткого времени засветки (например, 1.8 - 2.2 секунды на слой для монохромных экранов).
Но когда мы добавляем краситель, мы фактически вводим в состав светофильтр. Пигмент начинает поглощать или отражать часть ультрафиолета. Чем темнее цвет, тем сложнее свету пробиться на нужную глубину, чтобы качественно «сшить» молекулы полимера.
Если вы просто нальете самодельную синюю смолу и запустите печать со старыми настройками для прозрачной, вас ждет разочарование. Поддержки не выдержат, детали отвалятся, а края будут мягкими, как мармелад.
Что делать? Калибровать заново.
Каждый новый замешанный цвет — это, по сути, новая смола. Заливаем наш коктейль в ванночку и печатаем калибровочную матрицу (например, классический тест от Phrozen или XP2 Validation Matrix).
Практика показывает, что легкая тонировка требует увеличения времени засветки нормальных слоев на 10-15%. А если вы сделали глубокий, насыщенный цвет (особенно красный, синий или черный), время засветки может вырасти на 30-50%. То же самое касается базовых (нижних) слоев — смело накидывайте несколько секунд для надежной адгезии к платформе. Да, печать станет дольше, но это единственный способ получить жесткую, геометрически правильную деталь с эффектом витража.
Особенности постобработки цветной «стекляшки»
Допустим, печать прошла успешно. Вы снимаете со стола деталь, и она выглядит... отвратительно. Она мутная, покрыта липким слоем и совсем не похожа на то сияющее стекло, которое вы задумывали. Спокойно, так и должно быть. Прозрачность раскрывается только на этапе правильной постобработки.
Промывка.
Здесь нужна хирургическая чистота. Если вы будете мыть вашу прекрасную цветную прозрачную деталь в том же грязном спирте, в котором до этого мыли серую базовую смолу, она покроется матовым налетом, который въестся в микропоры.
Для прозрачных деталей всегда держите отдельный контейнер с идеально чистым, свежим изопропиловым спиртом. Промывать лучше в два этапа: сначала смываем основную грязь, затем ополаскиваем в абсолютной чистоте. Не держите деталь в спирте долго! Две-три минуты — предел. Спирт — агрессивная среда, при долгом контакте он делает поверхность матовой.
Сушка и лак.
После промывки деталь нужно высушить от остатков спирта (можно использовать фен с холодным воздухом). Но даже после этого она будет слегка матовой.
Дело в том, что 3D-принтер печатает слоями. На микроуровне поверхность детали похожа на ступенчатую лестницу. Эти ступеньки преломляют свет, убивая оптическую прозрачность.
Чтобы получить эффект настоящего глянцевого стекла, поверхность нужно сгладить. Варианта два:
- Долгая шлифовка и полировка. Работает, но это адский труд, особенно если модель сложной формы со множеством углублений.
- Покрытие глянцевым лаком. Это выбор профессионалов. Подойдет любой качественный акриловый прозрачный лак (лучше из баллончика, чтобы слой был равномерным). Лак заполняет микроскопические ступеньки слоев, выравнивает коэффициент преломления, и деталь буквально на глазах становится кристально чистой и прозрачной.
Коварство ультрафиолета: почему цвет меняется?
Последний подводный камень, о котором нужно знать — это финальная дозасветка. Фотополимеры желтеют под воздействием ультрафиолета — это их фундаментальное свойство.
Когда вы замешали красивый голубой цвет в стаканчике, он идеален. Когда вы напечатали деталь, она голубая. Но когда вы положите её в УФ-камеру для финального отверждения (чтобы она перестала быть токсичной и липкой), смола получит огромную дозу излучения. Базовый прозрачный полимер слегка пожелтеет.
Вспомним уроки рисования: желтый + голубой = зеленый.
Вы достаете деталь из камеры, а она стала отливать бирюзовым или зеленоватым.
С этим сложно бороться, но это можно предвидеть. Если вы хотите получить холодный ледяной синий, добавляйте в смесь крошечную, едва уловимую каплю фиолетового красителя. Фиолетовый оптически нейтрализует желтизну (именно так работают отбеливающие зубные пасты и стиральные порошки).
Также старайтесь не передерживать прозрачные цветные детали в УФ-камере. Как только они перестали быть липкими на ощупь — сразу доставайте. Чем дольше они там жарятся, тем сильнее искажается первоначальный оттенок.
Подводим итоги
Колеровка прозрачной смолы спиртовыми чернилами — это потрясающий инструмент в арсенале любого мейкера. Он открывает бесконечный простор для экспериментов, позволяет создавать невероятные оптические эффекты и экономит приличные деньги на закупке десятков катушек и бутылок с филаментами и смолами разных цветов.
Главное — подходить к процессу с умом. Использовать только правильную спиртовую химию, тщательно вести пропорции, не лениться перекалибровывать время засветки и содержать промывочные станции в идеальной чистоте. Пробуйте, смешивайте, ищите свои уникальные оттенки! Создать настоящий шедевр с эффектом венецианского стекла прямо на рабочем столе — это абсолютно реально.
Удачных вам экспериментов, чистой оптики и чтобы пленка в ванночке никогда не рвалась!
В Telegram, ВК и Макс я делюсь тем, что не всегда подходит для формата Дзена: бесплатные STL, короткие наблюдения, рабочие заметки и апдейты.
👉 Канал в телеграмм 3Д печатник