3Dプリントで鮮やかな色を実現する方法：ダイレクト造形 vs 後処理着色

製品やその要素を設計する際、色は重要な特徴の一つです。3Dプリントには、異なる色のパーツを製造する際に効果的な利点があります。この記事では、3Dプリントパーツをカラーで得る 2 つの方法、ダイレクトカラー 3Dプリントと後処理着色について概説します。

2 つの 3Dプリント着色方法

カラフルな 3Dプリントを得る最も一般的な 2 つの方法：

• ダイレクトカラー造形：目的の色の造形材料（粉末またはフィラメント）を使用して直接プリント
• 後処理着色：標準色材料（グレー/ホワイト）を使用し、後から希望の色に染色

カラー 3Dプリントの種類

ダイレクト 3Dプリント

ダイレクトカラー 3Dプリントは、カラーフィラメントを使用してモデルを造形します。例えば、FDM はカラーフィラメントを使用できる最も普及した 3Dプリント技術です。フィラメントの品質によっては、鮮やかな色と美しいディテールを実現できます。ダイレクトカラー 3Dプリントの主な欠点は、色を混ぜられないことです。標準ソリューションでは任意の RAL カラーを選択できません。

インダイレクト 3Dプリント

インダイレクトカラー 3Dプリントは、造形プロセス中に外部から色を付与します（例：マルチジェットフュージョン 3Dプリント）。この技術はより精密で、3Dプリントのよりリアルな外観を実現できます。インダイレクトカラー 3Dプリントは CMYK カラーモードを使用するため、モデル準備時にこれを考慮する必要があります。

Xometry で利用可能なカラー 3Dプリントオプション

マルチジェットフュージョン（MJF）と溶融積層造形（FDM）は、代表的なカラー 3Dプリント技術です。

カラー溶融積層造形（FDM）

FDM は市場で最も一般的に使用される 3Dプリント技術の一つです。FDM パーツは、最も一般的な材料である ABS と ASA で、幅広い色（黒、青、グレー、アイボリー、赤）に対応しています。

FDM でマルチカラーパーツを造形する場合、パーツ全体で同じ材料を使用する必要があります。例えば、白色 ASA から黒色 ABS に切り替えることはできません。一般的に、ASA、PLA、ABS などの一般的な材料は豊富な色展開があります。マルチカラーパーツを得るには、CAD モデルを色ごとに分割し、後で組み立てます。

メリット

• 鮮やかな色と美しいディテールを実現
• 優れた機械的特性

デメリット

• 単調な色（レゴブロックのような）で、MJF カラー造形ほど精密ではない
• 色の混合が不可能

カラーマルチジェットフュージョン（MJF）

マルチジェットフュージョンは、エンジニアリンググレードプラスチック（ポリアミド/ナイロン 12）をフルカラーでプリントできる唯一の技術です。この技術では、最適な機械的特性を維持しながらフルカラー機能パーツを製造できます。インダイレクト 3Dプリントであるため、ボクセル制御システムによりフルスペクトルカラーパーツを作成でき、色再現性が非常に高いです。

メリット

• 機械的に強靭で、最終用途パーツとして使用可能
• コスト効率が良い、特に小・中ロット生産
• 高生産性でバッチ生産に対応
• より精密で、3Dプリントのリアルな外観を実現

デメリット

• 透明造形は不可能
• 非常に小さく繊細なパーツには不向き

後処理着色オプション

希望の色のフィラメントや粉末が入手できない場合、または使用したい技術がカラー造形材料を提供しない場合、後処理での着色が選択肢となります。

スプレー塗装

名前の通り、スプレー缶で 3D パーツに塗料を吹き付ける、従来機械加工パーツでも使われる一般的な着色技術です。大きな欠点は、塗膜が表面のみにあり、パーツ内部まで浸透しないことです。傷や摩擦で内部の本来の色が露出します。

対応技術： MJF、SLS、SLA、FDM

染色

スプレー塗装が表面のみをコーティングするのに対し、染色はプラスチックの内部深くまで色を浸透させます。これにより、特に鮮やかな色が得られ、スプレー塗装で起こりうる剥がれや傷による色抜けを防止できます。余分な厚みがないためディテールの損失がなく、元の設計に最も忠実です。この品質は、設計の複雑さゆえに 3Dプリント技術が選択された場合に極めて重要です。多くのユーザーは、色の均一性と全体的な見栄えから、黒への染色を好みます。

対応技術： MJF、SLS

カラー 3Dプリント向け設計データの準備

.stl や .catpart など、すべての 3Dプリントファイル形式が色情報を含むわけではありません。特に MJF でカラー造形したい場合、コスト計算時に色テクスチャ仕様を含む追加の .obj ファイルを作成・アップロードすることを推奨します。一方、FDM ではフィラメント自体が着色されているため、どのファイル形式でも問題ありません。

結論

ご覧の通り、カラフルな 3Dプリントを得るには 2 つのアプローチがあります：造形プロセス中に色を付与できる技術（FDM、MJF）で製造するか、染色やスプレー塗装で後処理着色するかです。両オプションともコスト効率が良く、通常 3Dプリントコストを大幅に増加させません（平均 10〜15% 程度）。CAD ファイルを Xometry インスタント見積もりエンジンにアップロードして、利用可能なカラーオプション、価格、納期を確認してください。