Hướng dẫn nhuộm, sơn và tạo màu mẫu in SLA

Bài viết này sẽ thảo luận về các bước cần thiết để tạo màu các mẫu in SLA. Chúng tôi cũng làm nổi bật các kỹ thuật tạo màu khác nhau cho các ứng dụng nhất định và chỉ ra cách bạn có thể đạt được kết quả tốt nhất. Những kỹ thuật này dành cho những người dùng đang tìm cách tạo màu tùy chỉnh không có trong vật liệu “Color kit” của Formlabs.

Các chuyên gia chăm sóc sức khỏe sử dụng đa dạng các công cụ trực quan hóa hình ảnh để đo lường và hiểu rõ hơn về các chi tiết sinh lý cho các quy trình chẩn đoán. Máy quét và các công cụ trực quan hóa trên màn hình sử dụng đồ họa 2D và 3D có thể được thao tác trong thời gian thực,cải thiện việc thực hành trong y học. Mặc dù hình ảnh trực quan trên màn hình là rất quan trọng đối với thực hành y tế, chúng cũng có những hạn chế. Theo nghiên cứu được tìm thấy trong Biên niên sử về Ung thư học, cùng một kết quả hình ảnh từ các trung tâm khác nhau đôi khi cho kết quả khác nhau, do sự sai lệch giữa các kỹ thuật hoặc giữa các phương pháp diễn giải. Các hạn chế khác bao gồm nhiễu hình ảnh, làm ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của kết quả hình ảnh. Để nâng cao mức độ chính xác, các nhóm y tế đang chuyển sang in và tạo màu cho các mẫu in 3D (SLA) để bổ sung cho các kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh y tế.

Các bác sĩ X quang, bác sĩ phẫu thuật và các chuyên gia y sinh đang ngày càng chuyển sang in 3D nhiều hơn để tạo ra các mô hình 3D chính xác về các đặc điểm giải phẫu. Các mô hình 3D này được sử dụng trong quá trình chẩn đoán và làm công cụ giáo dục cho bệnh nhân, làm nổi bật tầm quan trọng đối với các mô hình giải phẫu in.

Bốn kỹ thuật tạo màu các mẫu in SLA

Mặc dù in 3D SLA nổi tiếng với mức độ chính xác cao, nhưng nó có những hạn chế được ghi chép rõ ràng khi in một bộ chi tiết đơn lẻ với nhiều màu sắc. Đối với máy in PolyJet có khả năng in đa màu, khoản mua ban đầu thường lên tới hàng trăm nghìn đô la, thậm chí chưa bao gồm chi phí bảo trì hoặc dịch vụ nào. Bạn luôn có thể sử dụng các công ty dịch vụ để in mẫu của mình, nhưng bao gồm cả chi phí nguyên vật liệu hiện tại, chúng cũng có thể lên tới hàng nghìn đô la cho mỗi bản in. Bằng cách sử dụng các phương pháp đơn giản dưới đây, bạn có thể kết hợp máy in Formlabs vào quy trình làm việc của mình để tạo ra các mô hình đầy màu sắc và chi tiết cho nhu cầu khác nhau.

Phương pháp pha màu với nhựa “resin”

Phương pháp này là sự kết hợp giữa “Clear Resin” và màu (alcohol ink). Quá trình in bằng nhựa pha màu bắt đầu bằng việc pha màu mà bạn đã chọn với nhựa “clear resin” để có được màu mong muốn. Màu “alcohol ink” hòa tan hoàn toàn vào Clear Resin, trở thành chất tạo màu lý tưởng để cung cấp cho bạn màu sắc nhất quán trong suốt quá trình in. Để thực hiện điều này, bạn sẽ cần các công cụ sau:

• Màu “alcohol ink” 10 mL
• Một lít nhựa “clear resin”
• Ống tiêm
• Găng tay bảo hộ

Bắt đầu bằng cách sử dụng ống tiêm để lấy ra 10 mL màu, sau đó cho chúng trực tiếp vào hộp mực 1 L Clear Resin. Lắc kỹ hộp nhựa trong hai phút để đảm bảo rằng màu đã hoàn toàn trộn vào nhựa. Bạn có thể đổ một lượng nhỏ ra ngoài để kiểm tra xem màu đã được trộn kỹ chưa.\

Phần còn lại của quá trình in sẽ diễn ra như bình thường. Lắp hộp vật liệu vừa pha màu vào máy in của bạn. bắt đầu in từ máy in. Sử dụng Form Wash và Form Cure theo hướng dẫn tương tự như với Clear Resin thông thường.

• Các trường hợp sử dụng: In các mẫu cần có màu riêng biệt
• Ưu điểm: Dễ dàng chuẩn bị, màu sắc mẫu in đồng nhất, không cần xử lý thêm.
• Nhược điểm: Phải sử dụng toàn bộ lít nhựa với một màu

Lưu ý rằng việc thêm bất kỳ chất mới nào vào nhựa tiêu chuẩn của bạn có thể làm tăng khả năng in bị lỗi và sẽ làm mất hiệu lực bảo hành của máy in nếu vấn đề phát sinh do chất liệu này.

Chúng tôi không khuyên bạn nên nhuộm Nhựa Flexible resin hoặc Elastic resin vì sự khó khăn trong quá trình in ấn với vật liệu này nói chung. Nếu bạn muốn nhuộm chúng, vui lòng sử dụng các hướng dẫn sau

Phương pháp nhuộm màu mẫu, sau khi in

Nếu bạn không muốn trộn toàn bộ nguyên liệu với màu “alcohol ink”, bạn có thể nhuộm mẫu sau khi in. Bạn có thể dễ dàng nhúng các mẫu sau khi in vào dung dịch nhuộm khác nhau để thu được các mẫu có nhiều màu khác nhau. Dưới đây là các công cụ bạn sẽ cần để nhuộm các mẫu in 3D của mình:

• Mẫu in bằng “clear resin, Elastic 50A hoặc Flexible 80A (Chưa rửa và phơi UV)
• 10 mL màu “Alcohol ink” : Cồn IPA 1 L cho các mẫu có màu nhạt
• 20 mL màu “Alcohol ink”: Cồn IPA 1 L cho các mẫu có màu đậm hơn
• Bộ dụng cụ Formlabs
• Găng tay bảo hộ

Sau khi bản in của bạn hoàn thành, hãy sử dụng Form Wash để rửa. Sau khi rửa, pha màu vào cồn theo nồng độ Màu:Cồn là 1:100 hoặc 2:100 mL. Tùy thuộc vào độ bão hòa màu mong muốn. Đảm bảo rằng bạn đang sử dụng đủ cồn để che phủ hoàn toàn các mẫu in của mình trong khi rửa. Ngâm và rửa nhẹ trong cồn đã pha màu trong 10 phút. (Thời gian thử nghiệm trong 20 và 30 phút không làm thay đổi màu sắc của các mẫu được nhuộm.) Lấy các mẫu ra và để ráo trước khi sử dụng Form Cure. Việc phơi UV mẫu của bạn sẽ không làm mất màu của chúng. Chúng tôi khuyên bạn nên giữ lại các cấu trúc chóng đỡ cho đến khi kết thúc, để bộ phận của bạn giữ được cấu trúc của chúng và không bị cong vênh trong quá trình phơi UV.

• Các trường hợp sử dụng: In các mẫu cần có màu riêng biệt
• Ưu điểm: Có thể nhuộm nhiều mẫu cùng một lúc, không ảnh hưởng đến cồn trong Form Wash, không ảnh hưởng đến bình vật liệu
• Nhược điểm: Nhiều bước

Phương pháp sơn với Acrylic

Đối với các mô hình phức tạp với các chi tiết phức tạp, chỉ có thể thêm một số màu sắc bằng cách sử dụng sơn. Mặc dù quá trình này có thể tốn thời gian và kết quả được xác định bởi kỹ năng của bạn, nhưng nó cung cấp nhiều khả năng tạo màu hơn cho người dùng. Các mô hình vẽ màu bằng tay có độ chi tiết cao, rất tuyệt vời trong các chương trình giáo dục, nơi mỗi mạch máu hoặc cơ quan có thể được sơn các màu khác nhau để dễ dàng quan sát trong lớp học.

Việc sơn một lớp sơn lót có thể làm mất nhiều chi tiết cần thiết trên các mẫu nhỏ hơn, vì vậy chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng sơn acrylic đa chất liệu để có khả năng bám dính với các vật liệu không xốp, như nhựa in 3D của Formlabs.

Các công cụ bạn sẽ cần khi sơn các mẫu in bằng SLA bao gồm:

• Sơn acrylic đa chất liệu
• Bàn chải mềm, súng sơn airbrush hoặc bình xịt
• Găng tay và khẩu trang

Làm theo các bước sau khi tô màu các mẫu in SLA bằng sơn acrylic:

1. Sau khi xử lý xong, các cấu trúc chóng đỡ đã được loại bỏ ra và mô hình không còn bụi, hãy giữ chặt mô hình để sơn.
2. Phủ đều lớp đầu tiên lên bề mặt của mô hình bằng bất kỳ dụng cụ nào bạn thích. Súng sơn hoặc bình xịt. Xem video tại đây .
3. Phủ thêm lớp sơn khi cần thiết theo hướng dẫn từ nhà sản xuất.
4. Đối với mô hình nhiều màu, hãy sử dụng băng che để “che” các phần khác nhau của bản in trong khi sơn. Điều này có thể giúp bạn tạo các đường sơn rõ nét ngay cả khi sử dụng bình xịt hoặc cọ vẽ.

Mẹo: Để đạt được lớp hoàn thiện bóng hoặc mờ, nên phủ một lớp mỏng của sơn trong hoặc sơn mờ lên bề mặt của bản in 3D sau khi hoàn tất việc sơn màu.

• Trường hợp sử dụng: Mô hình y tế phức tạp, mô hình có vùng quan tâm bên ngoài, mô hình nhiều phần.
• Ưu điểm: Có thể áp dụng màu cho các vùng cụ thể với bất kỳ màu nào mong muốn.
• Nhược điểm: Hơi phụ thuộc vào kỹ năng sơn, chỉ có thể sơn bên ngoài mẫu in.

Phương pháp tạo màu bên trong mẫu in

Nếu bạn muốn làm nổi bật các vùng bên trong trong một mô hình, bạn có thể sử dụng phương pháp làm rỗng và tô màu sau đây. Bằng cách làm rỗng các mạch, khối u hoặc các vùng cần quan tâm khác, bạn có thể tô chúng bằng nhiều màu sơn khác nhau để dễ dàng hình dung các vùng bên trong.

Quá trình này bao gồm việc làm rỗng hoặc tạo các lỗ trong khu vực cần làm nổi bật và bơm màu đã chọn vào khoảng trống đã được làm rỗng. Kết quả là hiệu ứng tương tự như các mạch máu hoặc van thực tế bên trong các cơ quan. Để sử dụng kỹ thuật này, một số thiết kế về cấu trúc phải được thực hiện trước khi quá trình tạo màu diễn ra.

Sử dụng phần mềm thiết kế của bạn, khoét rỗng các khu vực mong muốn, đảm bảo để lại một khoảng trống đủ lớn để màu chảy vào. Có thể cần nhiều khe hở để tránh tạo bọt khí khi lấp đầy các vùng phức tạp. Thực hiện theo quy trình thông thường để in và xử lý sau in, đảm bảo rằng các khoang rỗ đã được rửa sạch.

Với bản in 3D đục lỗ rỗng của bạn tại chỗ, bạn sẽ cần các công cụ sau:

• Màu acrylic đa chất liệu
• Ống tiêm hoặc pipet
• Găng tay

Bây giờ, bạn có thể tiến hành áp dụng các bước sau để tô màu các bản in SLA:

1. Giữ mẫu in ở một góc nhất định để đảm bảo rằng màu sẽ tiếp cận mọi hốc.
2. Sử dụng một ống tiêm, bơm màu vào khoang rỗng, lấp đầy khoảng trống hoàn toàn hoặc đủ để phủ lên bề mặt khi lắc (đối với các khoang nhỏ hơn, bạn có thể cần pha loãng màu với một lượng nhỏ dung môi trước khi bơm) .
3. Sau khi các bề mặt của khu vực đã được phủ màu, hãy để lượng màu thừa thoát ra ngoài và để phần màu đó nằm lâu như khuyến nghị về độ khô của màu từ nhà sản xuất.
4. Sau khi khô, áp dụng kỹ thuật hoàn thiện bề mặt cần thiết.

• Các trường hợp sử dụng: Hình dung các mạch bên trong, khối u hoặc các vùng cần quan tâm.
• Ưu điểm: Có khả năng nhìn rõ các vùng bên trong trên mẫu in trong suốt.
• Nhược điểm: Các bước thực hiện hơi khó khăn.