L’evoluzione del colore nella stampa 3D FFF

L’evoluzione del colore nella stampa 3D FFF

La stampa 3D a filamento fuso (FFF) ha conosciuto negli ultimi anni un’evoluzione significativa, non solo in termini di precisione o materiali, ma anche nel modo in cui il colore viene incorporato nei pezzi stampati. Dall’inizio con un singolo estrusore fino ai moderni sistemi multimateriale, la tecnologia si è adattata alle esigenze degli utenti che cercano sia funzionalità sia estetica.

Immagine 1: Pezzo monocromatico accanto a modello policromatico. Fonte: Flickr/Fdecomite

Inizialmente, la stampa FFF consentiva solo l’uso di un singolo colore per pezzo, limitato a quanto offerto da un singolo estrusore. Pertanto, se si voleva ottenere un pezzo policromo, era necessario suddividerlo e stampare ogni parte separatamente con un colore diverso, richiedendo o il cambio di bobine o l’uso di più stampanti in parallelo. Questa tecnica è conosciuta come “swap by layer” e con software specifici è possibile ottenere risultati molto professionali.

Immagine 2: Pezzi stampati monocromatici. Fonte: DLA.mil

Con l’introduzione di un secondo estrusore, è stato possibile combinare due colori o materiali. Il primo sistema è stato l’estrusione duale dipendente (due estrusori su un unico carrello), che consente di stampare supporti solubili o bicolore con relativa semplicità ed è più economico e meccanicamente semplice rispetto ad altri sistemi multi-ugello. Tuttavia, esiste il rischio di contaminazione dei colori o collisioni tra ugelli, a meno che non si utilizzino sistemi come la testina sollevabile di Raise3D, che eliminano questo rischio rendendo il sistema efficiente e sicuro. Inoltre, il volume utile dell’asse X può ridursi e la manutenzione raddoppia avendo due hotend invece di uno.

Esiste anche il sistema IDEX – estrusori duali indipendenti. In questo sistema ogni estrusore ha il proprio asse X o carrello. Quando uno stampa, l’altro viene “parcheggiato” in un angolo, minimizzando interferenze e prevenendo contaminazioni o collisioni. Ciò abilita modalità specchio (mirror) o duplicazione (duplication) per aumentare la produttività e riduce la massa mobile per carrello, aumentando precisione e velocità. Tuttavia, comporta un costo maggiore, calibrazione più complessa degli estrusori e richiede firmware/meccanica più avanzata. Inoltre, è necessaria la manutenzione di entrambi gli estrusori e il volume utile dell’asse X resta minore.

Inoltre, consente di stampare un pezzo in due colori simultaneamente, oppure duplicare o specchiare il pezzo, ognuno in un colore, o utilizzare materiali diversi, ad esempio per il supporto e il modello.

Immagine 3: Pezzi stampati in modalità specchio e due colori. Fonte: Raise3D

Parallelamente, sono state introdotte soluzioni con una filosofia diversa per ottenere la policromia, come la XYZ da Vinci Color che integrava un sistema di inchiostro su filamento bianco, offrendo una soluzione a colori completi sebbene con limitazioni tecniche.

Video 1: Presentazione della XYZ da Vinci Color. Fonte: Youtube

A questa fase sono seguite stampanti con cambio automatico degli strumenti, in grado di utilizzare diverse testine per stampare più colori o materiali con maggiore precisione. In questa configurazione si utilizza una singola testina mobile che può collegare automaticamente diversi strumenti (ad esempio estrusori o ugelli di materiali differenti) durante la stampa. A differenza dei sistemi multimateriale con un solo estrusore, qui ogni strumento è indipendente e si aggancia al carrello quando necessario. Si tratta di un sistema complesso e quindi costoso. Questa complessità può comportare problemi soprattutto nelle fasi delicate come il collegamento e scollegamento degli estrusori.

Immagine 4: Testina multi-strumento. Fonte: CNC Kitchen

Oggi, sistemi multimateriale come Prusa MMU o Bambu Lab AMS permettono di alternare più filamenti da un singolo estrusore, aprendo la strada a stampe multicolor più versatili e dettagliate. Questi sistemi immagazzinano le bobine di materiale in un meccanismo dedicato con ingranaggi e motore, conducendo il filamento verso un buffer o hub. In questo modo, il filamento mantiene la tensione corretta per un cambio senza problemi, gestito automaticamente dalla stampante secondo la configurazione di colori e materiali scelta per ciascun lavoro. Inoltre, più unità possono essere combinate, consentendo fino a 24 colori simultanei in alcune configurazioni (Bambu Lab H2D, 4 AMS 2 Pro e 8 AMS HT).

Immagine 5: 2 AMS collegati alla Bambu Lab X1. Fonte: BambuLab

Il colore nei filamenti

Il colore del filamento è un aspetto fondamentale nella stampa 3D quando si cerca un’estetica curata, una finitura specifica o una codifica visiva per colori. I produttori hanno sviluppato ampie gamme cromatiche e diversi tipi di finitura per soddisfare esigenze funzionali e decorative.

Immagine 6: Bobine multicolor. Fonte: WikiCommons

Tra le finiture più comuni ci sono:

• Silk (seta): aspetto lucido e setoso, ideale per pezzi decorativi.

• Opaco (Matte): riduce i riflessi e nasconde le linee di stampa.

• Satinato: equilibrio tra opaco e lucido.

• Lucido: colori vivaci con forte riflessione superficiale.

• Bicolore o multicolor: filamenti con transizione di pigmento all’interno dello stesso filamento.

• Cambio colore termico o solare: il colore cambia con la temperatura o la luce.

• Glow-in-the-dark: luminoso al buio dopo esposizione alla luce.

• Traslucido: lascia passare la luce con diversi gradi di trasparenza.

Una delle sfide principali rimane la coerenza del colore tra i lotti, specialmente nei processi professionali che richiedono riproducibilità. Produttori come Fillamentum e Polymaker garantiscono omogeneità grazie a controlli di qualità rigorosi e formulazioni stabili. Ciò assicura che, utilizzando lo stesso materiale e colore, la finitura e la tonalità rimangano costanti anche cambiando bobina.

I filamenti Panchroma di Polymaker sono progettati per garantire una coerenza cromatica avanzata e, sebbene non siano integrati direttamente in sistemi standard come Pantone o RAL, consentono un’approssimazione tramite i valori HEX dei colori:

Ogni colore della gamma Panchroma (oltre 150 combinazioni e 17 finiture) viene validato in fabbrica con codici HEX precisi, permettendo di confrontarlo con gli standard grafici Pantone o industriali RAL tramite conversione digitale. Avendo il HEX esatto (ad esempio “#1C1C1C” per Charcoal Black), i professionisti possono usare risorse online o software dedicati come HueForge per trovare il colore Pantone o RAL più vicino. Sono disponibili anche accessori come il BIQU AJAX TD1S, uno strumento innovativo progettato per misurare con precisione la distanza di trasmissione (TD) dei filamenti e catturare il colore reale in formato HEX.

In questo contesto, Panchroma si presenta come soluzione completa. Questa gamma, sviluppata da Polymaker, offre:

• Un’ampia palette di colori solidi e speciali, sempre disponibili per ogni esigenza.
• Diversità di finiture (opaco, silk, satinato ecc.) adatte a ciascuna applicazione. Combinale per ottenere risultati spettacolari.
• Elevata uniformità del colore tra bobine e lotti, grazie a una formulazione precisa. Nessuna incoerenza tra una bobina e l’altra.
• Compatibilità totale con sistemi multimateriale e multicolor, garantendo transizioni perfette in sistemi come AMS o MMU. Materiali e misure sono ottimizzati per l’uso in questi dispositivi.

Immagine 8: L’ampia varietà di opzioni disponibili in Panchroma. Fonte: Polymaker

Uno dei principali vantaggi di Panchroma è che tutti i colori sono progettati per funzionare insieme, sia visivamente sia tecnicamente (temperature, retrazione, adesione ecc.). Questo consente di creare stampe multicolor di alta qualità senza compromettere l’affidabilità del processo.

Numerosi esempi di pezzi stampati con Panchroma sono disponibili sul sito web e sui social di Polymaker, mostrando la versatilità del sistema in progetti artistici, funzionali, educativi o di design del prodotto.

È importante sottolineare che i filamenti PolyTerra e PolyLite sono stati integrati sotto il marchio Panchroma, mantenendo le proprietà originali ma adattandosi a un nuovo sistema di nomenclatura e compatibilità, semplificando la scelta per l’utente.

Combinando questi filamenti con software professionali come HueForge, è possibile ottenere risultati multicolor di altissima qualità:

Immagine 9: Esempio di utilizzo di filamenti di diversi colori in combinazione con HueForge. Fonte: HueForge.

Conclusioni

La stampa 3D FFF ha superato la barriera del colore limitato. Grazie ai progressi hardware e all’evoluzione dei filamenti come quelli della gamma Panchroma, è ora possibile ottenere risultati multicolor con precisione, estetica e affidabilità. La combinazione di una palette coerente, finiture varie e consistenza tra lotti posiziona Panchroma come riferimento nell’attuale ecosistema multicolor.

In un contesto in cui la qualità visiva è importante quanto quella funzionale, avere un sistema cromatico robusto e prevedibile rappresenta un vantaggio competitivo per designer, produttori e professionisti della stampa 3D.