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3-D-Druck der Doppelblase

2021

Als mir Popular Science den Auftrag gab, eine Konzeptebene für das Magazin zu illustrieren, sah ich dies als Gelegenheit, meine neuesten Fähigkeiten, den 3D-Druck, vorzustellen. Meine Arbeit ist seit meinem ersten Auftrag im Jahr 1996 in der Populärwissenschaft veröffentlicht worden, aber dies wäre das erste Mal, dass ich 3D-Druck in Verbindung mit meiner normalen Illustration anbiete. Die Idee, die ich dem Magazin vorstellte, war, dass sie die 3D-druckbaren "STL" -Dateien auf ihrer Website platzieren konnten, damit Leser zu Hause oder Schüler in der Schule etwas, worüber sie im Magazin gelesen hatten, 3D-drucken konnten. Soweit ich wusste, hatte das noch niemand gemacht.

Das Modell für das Projekt würde zweimal verwendet. Einmal für die Magazinillustration und einmal zum Erstellen der Geometrie für den 3D-Druck. Ziel war es, das Modell so zu bauen, dass beide Anforderungen erfüllt werden. Für die Erstellung des Modells habe ich das 3D-Modellierungs-, Rendering- und Animationssystem verwendet, das ich für alle meine aktuellen Arbeiten, Lightwave 3D, verwende. Die neueste Version des Programms, 11.6, unterstützt jetzt den 3D-Druck, sodass das Timing perfekt war. Ich hätte eine beliebige Anzahl von Programmen verwenden können, um das Modell zu erstellen. Viele davon, wie Blender, sind kostenlos. Aber ich bin 2004 zu Lightwave gewechselt und die Erstellung von 3D-Geometrie ist für mich zur Selbstverständlichkeit geworden. Obwohl das Programm nicht perfekt für die Erstellung von Modellen für den 3D-Druck geeignet ist, überwogen seine vielen Vorteile die Nachteile, und das Auffinden von Umgehungsmöglichkeiten bei auftretenden Problemen war kein allzu großes Problem.

Beim Erstellen des Modells ist mir aufgefallen, dass es möglicherweise eine Möglichkeit gibt, die Texturkarten zu verwenden, die ich für die Illustration in der 3D-Druckversion erstellt habe. Als ich ein Kind war, baute ich unzählige Modellflugzeuge und viele Details wurden mit Abziehbildern gemacht, die mit den Kits geliefert wurden. Kann ich meine eigenen Abziehbilder drucken? Eine Google-Suche nach "Eigene Abziehbilder drucken" hat schnell gezeigt, dass dies in der Modellbau-Welt für alle Bereiche, von der Modelleisenbahn bis zu RC-Enthusiasten, weit verbreitet ist. Ein kurzer Besuch bei Amazon und mehrere Packungen mit transparenten Abziehbildern wurden bestellt und würden in ein paar Tagen eintreffen. Muss ich lieben Amazon Prime!

Beim Drucken mit einem Fused Filament-Drucker sind einige Punkte zu beachten. Ein kritisches Anliegen ist, dass der Drucker eine dünne Schicht nach der anderen aufträgt, was man mit einer wirklich kleinen Klebepistole vergleichen kann. Jede Schicht ist ungefähr so ​​dick wie ein Blatt Papier. Da der Drucker eine Schicht auflegt, muss er auf etwas drucken, er mag es nicht, auf dünner Luft zu drucken. Sie bauen also entweder auf demselben Objekt auf oder Sie können Stützen verwenden. Die meisten FF-Drucker bieten einen Winkel von bis zu 45 °. Um dieses Flugzeug zu erstellen, teilte ich den Hauptrumpf des Fahrzeugs in zwei Hälften, sodass der Körper vertikal auf sich selbst drucken konnte. Das gleiche würde mit den Flügeln gehen. Um die Tatsache auszunutzen, dass das Flugzeug auseinandergenommen werden kann, habe ich mich für eine 3D-gedruckte Infografik entschieden. Zu diesem Zweck habe ich Sitzreihen erstellt, damit die Leute sehen können, wie es von innen aussehen würde .

Sobald das Modell erstellt ist, wird eine STL-Datei aus Lightwave exportiert und in einem Programm geöffnet, in dem die Druckerparameter festgelegt werden können. Ich verwende Simplify 3D gern, weil es die Steuerungsebene ermöglicht. Viele Variablen bestimmen die Qualität des endgültigen Drucks, einschließlich der Druckkopfgeschwindigkeit und der Schichthöhe. Diese und etwa 80 weitere Variablen können in diesem Programm angepasst werden.

Nachdem die Datei in die vielen Ebenen aufgeteilt wurde, die den endgültigen Build erstellen, werden diese Anweisungen an den Drucker gesendet. In meinem Fall gebe ich eine .X3G-Datei aus, lege sie auf eine SD-Karte und stecke die Karte in den Drucker. Der Drucker kann direkt vom Computer aus gesteuert werden. Wenn der Computer jedoch ausfällt oder das Programm versehentlich beendet wird, wird der Druckvorgang zerstört. Aus diesem Grund verwende ich gerne die SD-Karte.

Es kann schwierig sein, Abdrücke auf dem Bett festzuhalten. Nach langem Experimentieren stellte ich fest, dass das mit Isopropylalkohol geschrubbte Scotch-Malerband für mich perfekt funktionierte. Dieses Modell wurde aus PLA-Kunststoff hergestellt, einem Maisstärkederivat. Ich bringe keine Wärme auf das Bett und benutze eine Düsentemperatur von 205 °. Die Düsengröße beträgt 0, 4 mm und die Schichthöhe 0, 17 mm bei einer Druckgeschwindigkeit von 3500 mm pro Minute. Das Drucken der resultierenden Datei dauert ca. 15 Stunden.

Der nächste Schritt war der Bau des Flugzeugs. Um die beiden Abschnitte zusammenzufügen, habe ich eine innere "Hülse" mit leicht erhöhten "Reibungsrippen" an allen Seiten geschaffen. Dies würde das Fahrzeug ohne Klebstoff zusammenhalten und es dem Benutzer ermöglichen, es auseinander zu ziehen.

Ich habe auch kleine Kekse entworfen, die in die Flügel passen, und Stabilisatoren, um sie für das spätere Kleben zu positionieren. Ich habe Loctite Super Glue Ultra Control Gel verwendet, um meine 3D-Drucke zusammenzusetzen.

Als das Flugzeug zusammengebaut war, wandte ich mich den Abziehbildern zu. Ich habe die Grafik in Adobe Illustrator erstellt und die Datei dann in Photoshop importiert, um sie zu optimieren und als PSD-Datei zu speichern. Diese Datei kann sowohl für die Bildzuordnung auf der 3D-Datei in Lightwave als auch für den Druck auf dem Abziehbild verwendet werden. Beides könnte allein in Illustrator geschehen, aber ich bin ein Gewohnheitstier und ich bin es gewohnt, meine Imagemaps in Photoshop zu verarbeiten.

Die Testor-Abziehbilder werden in halben Blättern geliefert, was ungefähr so ​​klein ist, wie Sie mit einem Tintenstrahldrucker etwas erreichen können. Ich habe genug Aufkleber aufgestellt, um 2 Flugzeuge zu versorgen, und ein paar zusätzliche Gegenstände für ein gutes Maß hineingeworfen. Ich schicke dieses Flugzeug an den Creative Director von Popular Science, also trage ich zum Spaß den Namen der Muttergesellschaft ein. Nachdem ich das Blatt ausgedruckt hatte, sprühte ich drei Schichten Sprühlack darauf und ließ es zwischen jedem Sprühen trocknen. Die Inkjet-Tinte ist wasserlöslich. Sie müssen sie daher mit Lack einsprühen, um sie auf dem Abziehbild zu „fixieren“. Nach dem Trocknen schneiden Sie die gewünschten Stücke einzeln ab und geben sie für ca. 10 Sekunden in eine kleine Schüssel mit Wasser. Mit einem Papiertuch abtupfen und den Aufkleber vom Papierträger abziehen und vorsichtig anbringen. Reinigen Sie zuerst Ihr Modell. Ich habe festgestellt, dass das Abziehbild möglicherweise nicht haftet, wenn Öl aus Ihrer Hand in das Flugzeug gelangt. Ich habe es mit Isopropylalkohol auf einem Papiertuch gereinigt.

Nachdem das endgültige Flugzeug fertig ist, habe ich es mit einer letzten Lackschicht besprüht, um die Abziehbilder zu stabilisieren. Der Druck ist fertig! Um den Vorgang abzuschließen, habe ich ein Diagramm meiner Kreationen erstellt.

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