3D Lithophane: color photos with 3D printer + Best parameters

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Litofania 3D es una forma de proyectar una imagen (o fotografía) a través de un medio semi traslúcido (preferentemente blanco), utilizando distintos tipos de grosores de para permitir el paso de luz.

Es el cambio de grosor de material el que hace variar la opacidad en el paso de luz, haciendo que las partes con mayor grosor sean más oscuras y las partes más finas sean las más claras. A través de este método se puede formar una imagen de gran nitidez.

Originalmente las Litofanías eran de porcelana, se creaba una imagen en positivo utilizando cera y luego se hacía el paso al material definitivo.

El uso más común de una litofanía era y es decorativo, para crear lámparas. Hoy en día con las impresoras 3D se pueden llevar a otro nivel, creando lámparas más sofisticadas y personalizables.

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Cómo funciona una litofanía

Una vez creada la litofanía, es necesario utilizar una luz para producir el efecto que revela la imagen oculta; ya que sin esta no se vería nada más que una lámina color blanca.

Colocar una luz por detrás de la lámina será suficiente para revelar la imagen creada con el Generador de litofanias. La luz puede ser natural, de una vela o de una lámpara eléctrica.

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What is needed to make 3D Lithophanes

Para hacer una Litofanía con impresora 3D vas a necesitar:

1. Un «Lithophane Generator«, y An image (o fotografía).
2. A laminator software como «Healing» o «PrusaSlicer»
3. A 3D printer with white filament.
4. Print a color sheet with paint

1. Generador de Litofanías

a generator 3D lithophane es una plataforma o aplicación encargada de transformar una imagen 2D a un archivo STL, listo para descargar y ser interpretado por el Slicer antes de ser enviado a la impresora 3D.

He Online lithophane generator procesará la imagen que deseas, para luego elegir los parámetros que determinarán el tamaño, grosor, y tipo de marco necesario para producir la Litofania 3D.

There are currently 2 widely used platforms:

• 3dp.rocks: trabaja creando Litofnías en Blanco y negro.
• itslitho.comhas the ability to produce color lithophanes, (printing a color sheet of paper).

Para esta publicación voy a utilizar la segunda opción: itslitho.com, since I want to print a 3D Lithophane in color.

The image can be in color or black and white. It all depends on what you want to print.

2. Laminator Software

En esta publicación usaré como ejemplo Healing from Ultimaker, but you can choose the one you want.

Para poder imprimir en 3D una Litofania deberás colocar unos ajustes de laminado especiales que te los diré más abajo en la publicación.

3. A 3D printer

Cualquier impresora 3D puede servir, entiendo que las de resina también aunque nunca lo he probado.

En esta publicación voy a poner enfoque en las impresoras FDM, usando una Creality Ender 3 to make the sample lithophanes. Anyway you can use any printer.

Aquí puedes ver una lista de Top 10 3D Printers for Beginners, elegidas y ordenadas en base a su relación costo/calidad.

The important thing to have good quality lithophanes with any 3D printer is use white material and special laminating settings to obtain the best possible quality.

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How to make 3D lithophanes

Utiliza un generador de Litofanias 3D para procesar tu imagen, luego descarga el archivo stl y ajusta los mejores parámetros en Cura. Una vez listo puedes imprimir la litofanía en tu impresora 3D con un filamento blanco, preferentemente de buena calidad.

If your lithophane is in color, remember to print the image in color with Paint.

Aquí dejo un tutorial siguiendo los 4 pasos de más arriba:

Paso 1: Generador de Litofanías online itslitho.com

Entra en el link del título para ingresar en el generador de litofanías, luego sigue los pasos a continuación.

1) Upload the Image

Para subir la imagen deberás dirigirte a la pestaña de arriba a la izquierda.

En esta sección la única opción deberás clicar en «Upload«. Aquí se abrirá la ventana para que elijas el archivo elegido y se cargará en el sitio web.

2) Edit the Image

En esta opción podrás modificar (si así lo deseas) las opciones de:

2.1) Método de escalado de grises:

1. Averaging (to average)
2. Luminance (luminance)
3. black&white (Black and White)

2.2) Editor de imágenes:

1. brightness (Glow)
2. contrast (Contrast)
3. exposure (exposición)
4. blur (Blur)

2.3) Tranformaciones de imágen:

1. rotate (Rotate)
2. crop width (cut width)
3. crop height (cut high)
4. Mirror (mirror effect)
5. Flip (Turn around)

Si la imagen que has subido está bien de tamaño y de colores, no será obligación que cambies nada; lo puedes dejar así. En el caso que lo necesites, puedes hacer los cambios nombrados más arriba; siéntete libre de experimentar.

En mi caso particular la imagen que elegí does not need to be edited, hence voy a dejar los valores como están:

Si has cometido un error y deseas resetear los valores, puedes hacer clic en la flecha que está arriba a la derecha. Entonces todos los valores serán reseteados a como estaban antes.

3) Modelar la Litofanía

Una vez que hayas terminado la etapa anterior puedes pasar a la siguiente pestaña «model» en donde podrás configurar todos los parámetros de tu litofanía antes de imprimirla

Iremos paso a paso, para entender para qué sirve cada configuración:

3.1) Shape Options

1. plane (Flat)
2. Cylinder (Clindrical)
3. sphere (Esférico)
4. Arc (arched)
5. pumpkin (Pumpkin)
6. stir (Tipo Jarrón)
7. Circle (Circular)
8. Christmas specials (Christmas specials)
9. Heart (Corazón)
10. Hexagonal (Hexágono)

These are all the forms that exist in the program and cada una de ellas tendrá su propia configuración, con sus propios parámetros para ser configurados.

En este tutorial sobre litofanía 3D, me voy a enfocar sobre la forma «Arc«, ya que deseo imprimir una forma simple a modo educativo, sin complicar tanto las cosas para poder explicarlas bien. Además uno de los secretos para hacer muy buenas litofanías es imprimirlas de forma vertical, for which this form will be of great help.

arc options:

• Height (Altura): Aquí deberás choose the height que quieres que tenga tu litofanía, el ancho se colocará automáticamente.
• angle (Ángulo): Esto modifica el ángulo de la curva y lo mide en cantidad de grados. (Yo lo dejaré con los valores predeterminados)
• Min Thick (espesor Minimo): Dejaré los valores predeterminados 0,8 mm
• Max Thick (Espesor Máximo): También, los valores predeterminados 3,2 mm
• crop (cut): Te permitirá modificar el ancho Cortando la imagen.
• Inside (Inside): Pondrá la variación de espesores del lado de adentro (lo dejaré desactivado, aún no lo he probado)

3.2) Frame Options

• None (Ninguno): No colocará ningún marco
• frames (Marco): Colocará un marco alrededor de la Litofanía
• Border (Borde): Creará un borde fino alrededor de la Litofanía

Yo elegiré las opciones predeterminadas, dejaré el marco con sus opciones predeterminadas.

3.3) Quality options

• mm per pixel: 0,15 mm Esta opción determinará la calidad, al aumentar los mm por píxel, también lo harán los Megabytes de la imagen (cuidado o el archivo será muy pesado)
• Preview Model: Nos permite elegir la calidad de previsualización.

3.4) Attributes

• enable lamp: Permite agregar un soporte para lámparas o focos
• close bottom: Adds a flat base
• night light: Adds a base with a hole

These options are interesting, but I'm going to leave them default.

3.5) Model Options

• Not light (without light): Shows the lithophane without lighting (white sheet)
• back lighted (With back light): Shows the effect of 3D lithophane, you can see the image.
• Normal gradient (normal gradients): Shows the lithophane lit from the front, with color gradients.

Dejaré también las opciones predeterminadas.

3.6) Image options

• Positive image (imagen positiva): Es importante que esta opción siempre esté activada, sino la imagen será negativa.
• Flip image (Rotate Image): Flips the image vertically
• Mirror image (Mirror Image): Reflects the Image horizontally
• Horizontal Placement (Horizontal Adjustment): Moves the image horizontally to the sides
• Vertical Placement (Vertical Adjustment): Moves the image vertically up or down.
• zoom factor (Zoom factor): Zooms in or out of the image.

Aquí tampoco cambiarás nada de no ser necesario, las opciones predeterminadas serán las correctas.

Una vez que hayas terminado con estas configuraciones, podrás descargar las imágenes a color y el archivo STL que será necesario para laminar en Cura.

4) Descarga los archivos de la Litofanía 3D

Haz clic en el botón «Download» que está abajo a la derecha.

Luego Elige las opciones «LITHOPHANE» y «COLOR LITHOPHANE»

Comenzará la descarga los archivos STL y de las imágenes.

Paso 2: Abrir Stl en Cura y ajustar parámetros

Antes de imprimir la litofania vamos a colocar los mejores ajustes en Cura (o el slicer que utilices), ya que imprimir litofanías requieren de unos ajustes delicados.

In order not to make so much trouble with the settings, I am going to leave a download link con los mejores parámetros, so that they directly lower my profile, y después cada uno lo modifique como quiera.

Algunos parámetros de Cura para imprimir litofanías son:

Quality

• Layer height: must be between 0.1mm and 0.2mm, ya que una medida superior hará más visibles las líneas de la impresión.
• Initial layer height: should not exceed 0.2mm
• El ancho de línea: será same as Nozzle (0.4mm)

Walls

• Recuento de líneas de pared: 10 (lo mejor será que todas sean paredes.)
• Posición de costura en Z: Elegir «Rear Left» para que la costura quede oculta y no desparramada en toda la litofanía.
• Preferencia de esquina de costura: «hide seam«

Stuffed

• Filling density: 100%

Material

• Temperatura de impresión: 205 °C (for PLA)
• Temperatura de la placa de impresión: 50.0 °C (not required for PLA)
• Flow: 100%

Speed

• Velocidad de impresión: 35.0 mm/s or 40.0 mm/s (van a ser muchas horas, pero es lo más recomendable para obtener buena calidad)
• Outer Wall Speed: 25.0mm/s
• Initial Layer Speed: Always at 20.0mm/s
• Skirt/edge speed: 20mm/s

Displacement

• Habilitar la retracción: Yeah
• Distancia de retracción: 5.0 mm (or the one you always use)
• Velocidad de retracción: 45.0 mm/s (or whatever you always use)
• Modo peinada: «not in the lining«

Refrigeración

• Activar refrigeración de impresión: Yeah
• fan speed: 100%

Medium

• There's no need, turn it off

Adherencia de la placa de impresión

• Tipo adherencia de la placa de impresión: «Edge«
• Recuento de líneas de borde: 10 laps serán suficientes.

Una vez que todos tus parámetros estén listos, podrás hacer el segmentado y guardar el archivo G-code en tu tarjeta micro-SD

Paso 3: Imprimir Litofanía 3D

Remember before printing:

• Debes tener la impresora 3D limpia y en buenas condiciones; aquí puedes ver un post sobre «How to maintain your 3D printer«.
• Asegúrate de correctly level the bed of your 3D printer before printing.
• Use a good quality white filament, and if it is an old filament be careful with the humidity problems.

Si todo sale bien tendrás una litofanía como la de la foto, será de color blanca con las formas de la imagen, pero esta no será visible a menos que la ilumines por detrás.

Así quedaría la Litografía iluminada desde atrás, se verá la imagen en blanco y negro.

Para agregarle los colores deberás imprimir imagen que descargaste anteriormente desde la aplicación Paint de Windows

¿Por qué desde Paint?

Porque Paint te permitirá establecer las configuraciones necesarias para que la imagen se imprima en el tamaño real. Ahora lo veremos a continuación

Step 4: Print color sheet from Paint

Una vez que hayas abierto la imagen en Paint deberás configurar la Página de impresión.

Dirígete a «Archivo» > «Imprimir» > «Configurar página»

En esta ventana deberás Seleccionar: Ajustar al 100% del tamaño normal y aceptar

Once this is done you can print sheet on your color printer

Cuando ya tengas la hoja podrás colocarla por detrás y ver como ¡la litofania es a color!

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Channel video: dorcuCom – Maker for Makers

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Aquí les dejo una lámpara de litofanía que hice con la foto de mi hijo, espero les guste.

Tarea práctica: Ahora intenta hacer tu propia litofanía a color! Luego me cuentas como te fue en los comentarios…