Depuis quelques mois, la communauté de l’impression 3D s’intéresse à une question très intéressante : que se passerait-il si une imprimante multi-matériaux n’était pas limitée aux couleurs physiquement chargées dessus ?

Et nous devons le dire tout de suite : C’est une façon vraiment géniale d’étendre vos capacités d’impression 3D ! Dans cet article et cette vidéo, nous allons vous montrer comment imprimer avec des dizaines de nuances de couleurs sur n’importe quelle imprimante multi-matériaux et comment nous avons rendu cela possible. C’est une véritable plongée en profondeur, alors installez-vous confortablement, ça va décoiffer !

Parlons de la communauté, car c’est là que tout a commencé. Des solutions ont commencé à apparaître dans des forks de slicer, des palettes de test et des impressions de plus en plus convaincantes. OrcaSlicer-FullSpectrum de Ratdoux a montré comment des filaments virtuels de couleurs mélangées pouvaient être créés en alternant de minces couches de matériaux de couleurs différentes. Le filament-mixer de Justin H. Rahb a permis de prédire à quoi pourraient ressembler ces couleurs, et des projets communautaires comme PeggyPalette a facilité la comparaison et le partage des résultats. C’était un de ces moments où vous pouviez sentir une idée prendre racine en temps réel. Ces projets sont tous exceptionnels et démontrent véritablement les avantages d’une approche open source.

Et honnêtement, nous étions enthousiastes nous aussi. Au sein de Prusa, l’idée s’est rapidement répandue : créons un moyen simple de prendre quelques bobines de filament et de permettre aux gens d’imprimer dans des dizaines de magnifiques couleurs. Les équipes qui travaillent sur les Prusament, PrusaSlicer, EasyPrint, et OpenPrintTag tirent toujours dans la même direction, et c’était le projet idéal pour eux. Nous avons calibré un nouveau modèle de mélange de couleurs plus fidèle à partir d’impressions FDM mesurées, l’avons relié à des données de matériaux réels via la Base de données de matériaux OpenPrintTag, avons directement intégré le flux de travail dans PrusaSlicer et EasyPrint, et avons commencé à préparer un ensemble de Prusament CMYKW pour rendre l’ensemble du processus plus fiable dès la première impression. Pourquoi CMYKW ? Nous vous expliquerons dans un instant.

Le résultat est un flux de travail beaucoup plus simple qui donne à l’impression en couleur des allures de peinture plutôt que de programmation, avec des aperçus de couleurs plus précis que toute solution existante.

Notre modèle de mélange de couleurs est publié sous licence MIT, afin que la communauté puisse l’examiner, l’utiliser, le tester, l’améliorer et le développer, tout comme nous l’avons fait en nous appuyant sur le travail qui nous a précédés. Nous appelons ce modèle Prusa ColorMix pour le distinguer des projets et produits similaires.

Comment cela fonctionne ?

Alors, comment est-il possible d’imprimer un modèle qui a l’air presque peint, en utilisant seulement cinq filaments ?

Le principe est bien connu de l’impression 2D traditionnelle. Elle utilise des encres Cyan, Magenta et Jaune (CMY – Cyan Magenta Yellow) selon une méthode appelée tramage, ce qui permet à une imprimante de produire des tons continus en faisant varier la taille et l’espacement des petits points d’encre. L’impression de points CMY de taille égale crée du noir. Les imprimantes à jet d’encre possèdent une cartouche d’encre noire (K – Key) supplémentaire pour économiser l’encre et utilisent le modèle de couleur CMYK. Elles impriment généralement sur du papier blanc, donc le blanc désigne simplement l’absence de toute couleur imprimée.

La couleur perçue comme céruléen est un mélange d’encres cyan, magenta, jaune et noire, comme on peut l’observer à la loupe. (Wikipedia)

En impression 3D, il n’y a pas de papier, donc les modèles existants fonctionnent avec les couleurs CMY et le blanc (W – White). Du fait de la nature de l’impression FDM, nous n’utilisons pas une combinaison de points, mais nous alternons les couleurs par couche. Un modèle avec une hauteur de couche de 0,1 mm, dont toutes les couches impaires sont blanches et toutes les couches paires noires, apparaît gris à une distance d’observation normale. Ce tour de force est possible grâce à la résolution limitée de l’œil humain, qui ne peut pas voir les détails en dessous d’une certaine taille. Le mélange des couleurs CMY est prévisible car il est connu grâce à l’impression 2D.

Dans les coulisses

Écoutons ce que les personnes qui ont travaillé à la mise au point de Prusa ColorMix ont à vous en dire plus.

Voici Barbora Marsikova, de l’équipe de la Prusa Academy, qui a embrassé l’impression à spectre complet sur son chemin vers l’impression multi-matériaux pour les débutants en impression 3D.

Pourquoi ai-je commencé cela

J’ai entendu parler pour la première fois de Full Spectrum (spectre complet) par l’intermédiaire de notre expert multi-matériaux de Prusa Development. Quand il a dit que c’était l’avenir, je l’ai cru. J’ai gardé un œil sur la communauté qui testait le fork existant et j’ai profité de chaque occasion pour le promouvoir en interne. Mais ça a vraiment pris son envol une fois que nous avons commencé à imprimer des échantillons de test avec l’ensemble de filaments Easy PLA CMYK et le Prusament Galaxy Black sur l’Original Prusa XL. Parce que tous ceux qui l’ont vu le voulaient.

La plupart des systèmes multifilaments disponibles utilisent quatre bobines en parallèle et fonctionnent donc en mode CMYK. Mais le mélange de couleurs ne produit jamais un noir véritable, plutôt un gris bleuté. Sur la Prusa XL 5T, nous avons pu ajouter directement du noir et travailler avec les combinaisons de couleurs CMYKW. En les essayant toutes, nous avons identifié une quarantaine de combinaisons de couleurs qui semblent pertinentes.

Nous avons également facilement convenu que nous serions ravis d’avoir notre propre Full Spectrum pour la Prusa CORE One INDX. Pour obtenir une solution Prusa, trois équipes clés devaient se joindre à l’aventure : Prusa Polymers, EasyPrint et PrusaSlicer.

Tout le monde aime la couleur

Prusa Polymers, où est fabriqué le Prusament en interne, n’a pas eu besoin d’être beaucoup convaincu. Avant même que nous ayons terminé de tester les filaments CMYKW disponibles sur le marché, ils travaillaient déjà sur les nouvelles couleurs de Prusament. Actuellement, ils peaufinent les nuances et la transparence finales de l’ensemble Prusa CMYKW et préparent même du PLA Natural Glitter, qui peut donner un aspect pailleté à n’importe quel PLA existant.

L’équipe PrusaSlicer travaille d’arrache-pied sur la prochaine version PrusaSlicer 3.0 et, parallèlement, finalise les profils de la CORE One INDX afin d’offrir les meilleures performances possibles.. Ils ont emprunté les impressions de test avec prudence, mais se sont vite rendu compte à quel point c’était amusant. Ils ont donc rejoint avec enthousiasme le mouvement et étaient impatients de préparer un build déjà pour la version 2.9.6.

Le plus grand pas en avant a eu lieu lors de notre visite à l’équipe d’EasyPrint & Printables. Ils ont littéralement tout laissé tomber (ou presque) et ont immédiatement commencé à discuter de la manière d’implémenter le découpage CMYKW dans EasyPrint et de le sortir le plus rapidement possible.

Nous avions donc les équipes d’EasyPrint et de PrusaSlicer pleinement mobilisées, et de nouvelles fonctionnalités ont commencé à apparaître régulièrement dans l’environnement de test. Lorsque le premier lot de test de Prusament CMYKW est arrivé, nous avons pu abandonner toutes les autres implémentations logicielles de Full Spectrum et travailler exclusivement dans le Prusaverse.

Journal de développement

Voici Ondrej Bartas, ingénieur logiciel de l’équipe Printables & EasyPrint et développeur principal du modèle ColorMix.

Ce que nous avons appris en essayant de mélanger les couleurs sur une imprimante 3D

Voici mes notes sur la création d’un modèle de mélange de couleurs pour l’impression FDM à couches entrelacées. Nous partageons ces informations car nous souhaitons aider la communauté à adopter l’impression à spectre complet, non pas parce que nous avons résolu le problème du mélange des couleurs.

Pourquoi ai-je commencé cela

Je souhaite qu’une impression FDM multicolore ressemble à de la peinture. Vous pressez les tubes sur une palette, vous prenez un pinceau, vous mélangez. Les couleurs sont juste là, devant vous.
On ne retrouve pas cette sensation dans aucun slicer actuellement. Dans Orca et Bambu, si vous souhaitez une couleur autre que la couleur de base, vous cliquez sur « ajouter une combinaison de couleurs mélangées », vous choisissez les deux extrudeurs à mélanger, vous définissez un ratio et vous répétez l’opération pour chaque couleur. Il existe dans la communauté des fichiers 3MF prédéfinis qui contournent ce problème, mais ce ne sont que des solutions de contournement. L’expérience sous-jacente reste « configurer d’abord la machinerie, voir les couleurs en second. »

Nous intégrons donc deux éléments à PrusaSlicer et Prusa EasyPrint : un modèle de mélange de couleurs qui prédit quelle couleur vous obtiendrez réellement lorsque vous entrelacez des couches et une Interface Utilisateur qui se fait discrète. Chargez les filaments, la palette apparaît, peignez.

Cet article porte sur le modèle de couleur.

Comment en sommes-nous arrivés là ?

Nous n’avons pas inventé l’impression FDM multicolore par superposition de couches. Ratdoux l’a fait, avec OrcaSlicer-FullSpectrum. Ils ont également promu le filament-mixer de Justin H. Rahb, un modèle de mélange de pigments polynomial entraîné sur Mixbox (peinture à l’huile) pour prédire les couleurs résultantes. Bambu Studio a itéré à travers le sRGB linéaire, puis le RGB corrigé gamma, et en avril 2026, a promu directement filament-mixer.

Nous proposons désormais une intégration dans PrusaSlicer et EasyPrint. Nous avons pu examiner ce qui était disponible, imprimer nos propres cartes de test et remarquer quelque chose que personne n’avait encore fait : une calibration réelle d’un modèle par rapport à des impressions FDM mesurées.
Filament-mixer prédit le comportement de la peinture à l’huile.

Il est performant dans ce pour quoi il a été entraîné ; il n’a simplement pas été entraîné sur des filaments.
Voilà donc la lacune que nous comblons : nous avons effectué les mesures nécessaires et nous avons appliqué des corrections à ces mesures.

Ce qui n’a pas fonctionné

• Kubelka-Munk. Le modèle canonique de mélange de pigments issu de la science des peintures. Cela suppose des pigments mélangés dans un seul milieu, mais aucune imprimante FDM grand public ne fonctionne ainsi. Bambu AMS, Prusa MMU, Prusa XL et INDX – ils changent tous de filament par couche. K-M résout un problème différent.
• Empilage Beer-Lambert / HueForge. C’est celui que j’ai failli livrer. HueForge superpose des couches translucides et observe à travers elles. La lumière traverse par le haut, frappe le bas et revient. Puis j’ai tilté: HueForge regarde les impressions à plat par le dessus. Nous observons des objets 3D de profil. Les couches sont adjacentes, et non empilées sur le trajet de la lumière. C’est une géométrie différente.

Ce qui a fonctionné

Il s’agit d’une impression tramée, et non d’un mélange de peinture. Une fois que j’ai compris cela, la physique est devenue plus simple. La technologie FDM multicolore vue de côté repose sur le mélange optique spatial : de fines couches adjacentes se mélangent dans l’œil à la distance de vision. Même famille que l’impression de points d’encre CMYK. La bonne formule de départ est celle de Yule-Nielsen, l’équation standard de tramage. L’algorithme Yule-Nielsen à lui seul est déjà environ deux fois plus performant qu’une simple moyenne linéaire RGB.
Les proportions (en %) sont 75:25, 50:50, 25:75 et 33:33:33. Ce n’est pas arbitraire. Le mélange par couches entrelacées n’est pas continu, il s’agit de couches discrètes. Un mélange 50:50 alterne une de chaque. Pour obtenir un format 30:70, il faudrait un bloc répétitif 3:7, dix couches par « pixel » de couleur, ce qui consomme de la résolution verticale et crée des rayures visibles. Donc les rapports d’impression possibles sont les couches 1:1, 1:3 et 3:1, et pour trois couleurs, il y a un rapport équilibré, 1:1:1. C’est ce que nous avons mesuré, car c’est ce que l’imprimante peut réellement produire.

Les changeurs d’outils et les MMU/AMS fonctionnent tous les deux. Les changeurs d’outils (Prusa XL, CORE One+ INDX) sont rapides mais nécessitent un décalage en XY précis entre les buses. En cas de décalage imprécis, la couleur de l’objet imprimé est incohérente. Le MMU/AMS (Bambu X1C, Prusa MK4S+MMU) possède une seule buse, donc pas de décalage à craindre, mais chaque changement de couleur correspond à un cycle de purge. Le modèle est indifférent à l’architecture que vous utilisez. Il prédit la couleur obtenue à partir d’un ratio de couches.

La pile de correction

Une fois les impressions mesurées, les résidus de Yule-Nielsen ont révélé des erreurs structurées. Des schémas prévisibles, pas du bruit. Nous les avons donc éliminés :

• Les vrais impressions apparaissent plus foncées que ne le prévoient les calculs, surtout lorsqu’on mélange un filament très clair avec un filament très foncé. Plus l’écart de luminosité entre les entrées est important, plus l’impression réelle sera sombre par rapport aux prévisions. Nous abaissons donc le niveau de luminosité de la prédiction en conséquence.
• Les mélanges lumineux perdent leur couleur plus rapidement que les mélanges sombres. Un mélange 50:50 de rose pastel et de bleu pastel donne une couleur plus grise que prévu. Deux couleurs foncées conservent mieux leur couleur. Nous réduisons la saturation en fonction de la luminosité prédite.
• Les mélanges de cyan dérivent légèrement vers le chaud. Découverte surprenante. Les prédictions dans la gamme bleu-cyan (teinte 180-240) tendent vers le turquoise alors qu’elles devraient être cyan. Nous les faisons pivoter, la valeur maximale se situant au milieu de la bande.
• Ne surcorrigez pas des mélanges composés principalement d’un seul filament. Un mélange 99/1 nécessite à peine de correction. Ainsi, toutes les corrections ci-dessus sont pondérées par une courbe en cloche qui atteint son maximum pour un mélange uniforme et tombe à zéro pour des composants purs. Les couleurs pures sont générées exactement. Les dégradés restent lisses. En prime, cela corrige également gratuitement les mélanges de trois couleurs : tous les autres modèles s’effondrent sur trois couleurs ; le nôtre se dégrade en douceur.

Chaque lot réimprime ses propres bases. Un choix méthodologique qui s’est avéré plus important que prévu. Chaque lot de cartes de test comprend les cinq filaments de base imprimés seuls, plus 20+ mélanges, tous mesurés sur le même colorimètre lors de la même session. Pourquoi ? Les colorimètres dérivent, l’éclairage varie, les opérateurs diffèrent. Si l’appareil affiche un décalage de lecture sur le cyan aujourd’hui, il affichera également un décalage sur tous les mélanges contenant du cyan dans le même lot. L’erreur systématique s’annule lorsque le modèle correspond à la relation entre la base et le mélange, et non aux valeurs absolues. Vous n’avez donc pas besoin d’un spectrophotomètre à 5000$. Un colorimètre grand public convient parfaitement, à condition que les bases et les mélanges soient mesurés ensemble.

Nous avons également testé l’ajout des valeurs TD (distance de transmission) de la bibliothèque de filaments HueForge comme entrée du modèle. Cela n’a pas aidé. Nous avons donc opté pour un modèle simple : couleurs hexadécimales et proportions.

Ce que nous savons vs ce que nous ignorons

Nous avons mesuré le Prusament PLA sur une Prusa XL. C’est tout.

La structure des corrections devrait être valable pour toutes les marques de PLA, car la chimie des pigments est similaire dans toute l’industrie. La base de Yule-Nielsen devrait être valable pour toute architecture de « changement de filament par couche ». Ce que nous ne savons pas : si les coefficients exacts sont corrects pour le PETG, l’ABS ou le PLA non-Prusa (probablement pas exactement, probablement proches), et comment se comportent les filaments à effets spéciaux (bronze, paillettes, galaxy). Leur réflectance, qui dépend de l’orientation, rend caduc tout modèle scalaire. Elles se trouvent dans notre queue de distribution des erreurs les plus graves.

Si le modèle donne de mauvaises prédictions concernant vos filaments, il s’agit d’un problème de données, et non d’un problème de modèle. Nous avons besoin de plus de mesures.

Quelles sont les prochaines étapes et comment aider

Le modèle ColorMix que nous avons livré est une première étape. Avec quelques centaines de mesures supplémentaires sur différentes marques et matériaux, il existe une réelle voie vers un modèle d’espace colorimétrique perceptuel adéquat, dans l’esprit de Mixbox ou Spectral.js – des prédictions correctes par construction sur l’ensemble de l’espace des rapports, et non des patchs sur les résidus. Rien de tout cela n’est difficile. Les mathématiques existent. Il s’agit d’un problème de données.

Le dépôt est prusa3d/prusa-fdm-mixer. Sous licence MIT. TypeScript (npm install prusa-fdm-mixer) et un portage C++17 à en-tête unique conçu pour être intégré directement dans PrusaSlicer ou OrcaSlicer. Trois applications pour navigateur : un terrain de jeu, un outil de notation du modèle et un outil de collecte pour saisir vos propres mesures de laboratoire.
Si vous avez un colorimètre et quelques cartes de test, envoyez-nous des données. Si vous prévoyez un mélange et qu’il ne correspond pas, dites-le-nous. Cela est grâce aux prédictions erronées que le modèle s’améliore.

Encore une chose

Revenons un instant à cette histoire de peinture. Mon enfant de 4 ans peint avec tout ce qu’il a sous la main. Les mains, les vêtements, les jouets, parfois le mur. Il n’y a pas de menu, pas d’assistant d’installation, pas de « configuration de l’attribution de votre extrudeur ». Il y a du bleu, du jaune, un pinceau quelque part abandonné au profit des doigts, et du vert qui apparaît comme par magie.

L’impression FDM multicolore devrait donner cette impression. Pas dans un avenir lointain. Maintenant. Le matériel existe. Les slicers existent. Les filaments existent. Le seul obstacle est une expérience utilisateur qui considère la couleur comme une simple formalité et un modèle qui ment sur le rendu final de l’impression. Nous pouvons corriger les deux.

Cela ne va pas remplacer l’impression fonctionnelle. Les PETG, ABS, ASA et PA monochromes continueront à remplir leur fonction car celle-ci est mécanique et non visuelle. C’est exact. Mais pour les fidgets, les jouets, les accessoires de cosplay, les figurines, les cadeaux, les décorations de bureau, les choses que les gens impriment parce qu’ils veulent créer quelque chose de cool, tout ce monde est resté bloqué sur du PLA monochrome bien trop longtemps. Un dragon imprimé aux couleurs réelles d’un dragon. Une boîte à énigmes avec un véritable dégradé. Une plaque signalétique qui ne ressemble pas à une plaque signalétique.

Aidez-nous à y parvenir.

Allons peindre quelque chose.

Retour à votre imprimante

Il s’agissait d’une analyse approfondie du développement de Prusa ColorMix. En résumé, vous pouvez désormais utiliser EasyPrint (des indications sont disponibles sur la page d’aide) et PrusaSlicer 2.9.6 (publié sur GitHub) pour découper des modèles ColorMix pour toute imprimante avec des capacités multi-filaments. Les couleurs que vous voyez à l’écran lorsque vous les attribuez à des parties de votre modèle sont aussi proches que possible des couleurs imprimées réelles. L’utilisation des outils de peinture est à peu près aussi difficile que dans Paint de Windows (idéal pour les enfants des années 90).

Si vous souhaitez essayer le ColorMix dès maintenant, nous avons préparé quelques modèles pour vous : les ColorMix Calibration Cones, pour tester les combinaisons possibles de vos filaments disponibles ; le colorful chameleon qui utilise cinq filaments ; et le shaded fish qui utilise deux couleurs.

Vous pouvez également essayer de créer vos propres modèles colorés directement dans votre navigateur en utilisant cette application ColorMix Shading sur laquelle nous travaillons.

Les nouvelles couleurs Prusament CMYKW seront bientôt disponibles, mais vous pouvez aussi mélanger tous les filaments que vous avez chez vous. Pour expérimenter dès maintenant le mélange CMY, vous pouvez utiliser du Prusament Azure Blue, Ms. Pink, et Pineapple Yellow. N’hésitez pas à tester les filaments que vous avez chez vous et faites-nous savoir comment cela s’est passé.

Coup de pinceau final

Beaucoup d’entre nous ici chez Prusa ressemblent un peu à l’enfant de 4 ans d’Ondrej. Nous aimons imprimer en 3D, nous apprécions les nouvelles fonctionnalités et les innovations, et nous recherchons des solutions pour nos propres projets. Grâce à cela, nous avons pu préparer ColorMix, notre propre implémentation de Full Spectrum, en un temps record. Ce projet est le fruit du travail de nombreuses personnes au sein de l’entreprise, et nous les remercions chaleureusement d’avoir rejoint le mouvement dès qu’elles ont vu la première impression Full Spectrum. Bien sûr, nous n’abandonnons pas le sujet ici, mais nous examinerons les questions non résolues, comme des gradients efficients et le mélange de la couche supérieure. Nous continuons également à travailler sur des moyens d’utiliser ces fonctionnalités pour créer des modèles plus réalistes, et pas seulement des arcs-en-ciel.

Enfin et surtout, un immense merci à l’équipe de la communauté qui a tant mis en lumière cette fonctionnalité : @ratdoux, @justinh-rabh sur https://github.com/justinh-rahb, ainsi que @wombley pour leur bibliothèque filament-mixer et @huntercook pour son travail sur la peggypalette.

Bonne peinture !