Покраска и травление пигментом полиамида после 3D печати

Полиамид — очень интересный материал, он постоянно удивляет новыми возможностями. Задумавшись о том, что, в сущности, он состоит из нейлоновых нитей, мы пришли к выводу, что его можно прокрасить красителями вроде тех, которые используются в текстильной промышленности (анилиновые и подобные). В Европе и в Штатах это уже делается, и вполне успешно.

Все детали, используемые в эксперименте, были созданы с помощью 3D-печати по технологии SLS.

В этой статье мы опишем эксперименты, поиски решений, ошибки и результаты. В этом нам помогут будущие bjd-куклы.

Травление полиамида пигментом

Какие красители подойдут? Теоретически — это любые красители для тканей. Начнем с самых дешевых и доступных.

Первое, что мы попробовали, были красители для льняных и хлопчатобумажных тканей — результат не очень. Какой-то пигмент берет, какой-то нет.

Затем попробовали LUCAR для шерстяных и капроновых тканей, и результат оказался ненамного лучше. Прокрашивание неровное, цвет непредсказуем. Но вполне возможно, что для неполированного полиамида какие-то пигменты подойдут. LUCAR производится в Питере, на их сайте можно посмотреть, какие бывают цвета.

Краситель для ткани Dylon. В целом отличная краска — ровный, густой, насыщенный цвет. Результат окрашивания также может быть непредсказуемым в плане цвета и оттенка. Есть мнение, что черный и темно-синий цвета дают отличные результаты. Официальный сайт Dylon, у них много линеек красителей, из всего их многообразия нас интересует только многоцелевая краска для ткани горячего окрашивания.

Краска Jacquard Acid Dye — французская краска фирмы Жаккард. У них тоже много всего, нам подойдет кислотная краска, в России мы смогли найти только ее.

У них еще есть специальная линейка под полиамид, называется iDye Poly, пока в России не встречается, на eBay тоже не обнаружена. Есть отзывы, что и кислотная, и iDye Poly дают хорошие результаты.

Краситель AvantGarde — немецкая краска фирмы C.Kreul. Кислотная краска известной фирмы. Краска оказалась хорошая, самая равномерная и предсказуемая из всех, что мы успели попробовать.

Технология окраски полиамида

Технология проста: в кипящей воде развести краску (пигменты можно смешивать, делать разные концентрации), добавить немного столового уксуса и кипятить, помешивая. Все соотношения, а также время кипячения — это все на глаз, выводя для каждого цвета и каждого материала идеальный рецепт исключительно эмпирическим путем. Что-то можно доставать уже через 10 минут, а что-то будет кипеть по полтора часа.

Взаимоотношения полиамида с водой

Вообще полиамид плохо переносит влагу, поэтому на улице ваше изделие долго не протянет. Все дело в том, что материал пористый, как губка и, находясь в постоянной влажности, будет постепенно вбирать в себя влагу, разбухать и деформироваться. Но от промывания в воде, от замачивания и даже от кипячения, как показала практика, он совершенно не страдает.

После покраски его нужно как следует высушить и обработать бесцветными акриловыми лаками — поры закупориваются, и вода ему больше не страшна. Кипячение очень благоприятно сказывается на текстуре материала — ворсинки на поверхности распушаются, разрыхляются слегка, и полосы от слоев печати становятся практически не видны. Потом эти ворсинки можно загладить в одну сторону и пройтись лаком, и мы получим отличную поверхность без шкурешки.

Полиамид — шкурить или не шкурить?

Когда мы хотим идеально гладкую поверхность, то надо шкурить. Но при травлении пигментом зашкуренная деталь поведет себя непредсказуемо, сразу сужается круг пигментов, которые мы можем использовать. Прошкуренные участки хуже вбирают в себя краску, если где-то при обработке дремелем деталька перегрелась и участок оплавился, то такой участок вообще никогда не прокрасится. Поэтому если возможно избежать шкурения, лучше его избегать. Здесь очень много зависит от качества принта: от марки принтера, от его разрешения и минимальной толщины слоя, от качества порошка, от режимов спекания, а также от того, как были ориентированы детали в камере, и как они располагались. Необходимо избегать почти горизонтальных поверхностей и соседства мелких деталей с очень крупными.

Но если все-таки шкурения не избежать, нужно прошкурить очень аккуратно, не перегрев полиамид при обработке вручную, а также можно использовать пескоструйки и галтовки (но в этом случаю важно помнить, что мы можем потерять детализацию!).

Результаты экспериментов по травлению пигментом

1. Полированная деталь, краситель AvantGarde Антрацит, 15 минут — темно-зеленая со среднезелеными участками.

2. Полированная деталь, краситель AvantGarde Антрацит, 1.5 часа — равномерно темно-зеленая.

3. Полированная деталь, краситель LUCAR черный, 1 час — неравномерная темно-коричневая окраска.

4. Полированная деталь, краситель Dylon черный, 15 минут — потрясающий глубокий черный цвет, ровный, хорошего оттенка.

5. Неполированная деталь, краситель Dylon черный, 15 минут — тоже очень красивый результат. Глубокий темно-серый, связываю это с тем, что деталь 5 была отпечатана из вторичного порошка, он более плотный и хуже вбирает краску.

6. Полированная деталь, краситель Dylon кофе, 1 час — очень красивый, ровный, глубокий цвет.

7. Полированная деталь, краситель Dylon кофе (вторичный раствор), 1 час — оттенок красивый, цвет не очень ровный.

8. Полированная деталь, краситель Jacquard Acid Dye серебристо-серый, 1 час — цвет ровный, но какой угодно, но только не серый. Серовато-лиловато-грязно-коричневый и очень темный.

9. Неполированная деталь, краситель Jacquard Acid Dye серебристо-серый, 1 час — цвет ровный, но не серый, а грязно-лилово-фиолетовый. Более светлый тон обусловлен вторичностью порошка.

Полированные детали, окрашенные краской Dylon серый, были тоже далеки от серого цвета, имели похожий цвет, но с оттенком больше в синий. Они не сохранились, стали жертвами эксперимента. По недосмотру вся вода из емкости выкипела, а детали сгорели. Невыносимая вонь, постарайтесь избегать этого.

10. Полированная деталь, краситель AvantGarde цвет песочный, 1 час — цвет ровный, оттенок уходит в зеленоватый, судя по всему пигмент, который должен был увести тон в красноватую область, вообще не прореагировал.

11. Неполированная деталь, краситель AvantGarde цвет песочный, 1 час — оттенок тот же, цвет темнее, неполированные участки лучше и быстрее вбирают краску.

12. Полированная деталь, краситель AvantGarde цвет лосось, 1 час — цвет ровный, красивый, но оттенок оранжеват, опять не хватает красноты.

13. Полированная деталь, краситель для ткани «универсальный», дешевый, цвет хаки. На выходе имеем неплохой кирпично-оранжевый. Не хаки, да.

14 и 15. Полированные детали, миксы из песочных Jacquard и AvantGarde коричневого в разных соотношениях. Так себе результат.

16. Неполированная деталь, микс из песочного Jacquard и герани AvantGarde, хороший телесный результат, насыщенность цвета зависит от времени кипячения.

17. Полированная деталь, краситель Dylon телесный — нет необходимости комментировать, качество цвета видно на фотографии.

В поисках хорошего серого

18. Полированная деталь, LUCAR серый, 1 час — темный, неровный.

19. Переполированная деталь с заплавленными участками, Dylon серый, 1 час. Это не блики, это так лег цвет.

20. Неполированная деталь, краситель универсальный светло-серый — оттенок очень красивый, но неравномерно (даже на неполированном!).

21. Неполированная деталь, краситель LUCAR серый — оттенок хороший, но не очень равномерно лег.

22, 23, 24. Отличные серые, получились при смешивании AvantGarde антрацит (зеленоватый) и Jacquard Acid Dye серебристо-серый (который на деле лиловатый) — 15 минут. Деталь 22 более светлая, так как из вторичного порошка.

Резюме

Резюмируя, можно сказать, что результат всегда непредсказуем, надо пробовать и экспериментировать. Но некоторые тенденции можно выявить.

1. Пигменты можно смешивать, получать любые оттенки.
2. Такая прокраска очень устойчива, ее невозможно счистить, снять ацетоном, уайт-спиритом, спиртом, бензином, белизной.
3. Прокраска не на всю глубину, на доли миллиметра, то есть ее можно сошкурить грубым абразивом. Поэтому если шкурить, то надо делать это до протравливания.
4. Неполированные детали красятся лучше почти всем подряд, можно регулировать степень насыщенности краски временем кипячения. Таким образом, можно получать хорошие светлые оттенки.
5. С полированными деталями все сложнее, они красятся неравномерно, сначала прокрашиваются менее полированные участки, потом более. Поэтому временем кипячения и концентрацией красителя интенсивность цвета регулировать невозможно, надо кипятить долго, пока весь поверхностный слой полиамида не возьмет максимальное количество пигмента.

За подготовленный материал спасибо Ольге Бекреевой, oleum.pro.