Πως ένας αρχάριος χρήστης τρισδιάστατης εκτύπωσης δημιούργησε διαστημικά μοντέλα SpaceX

Ο Oliver ‘Oli’ Braun ξοδεύει τις ημέρες του πίσω από μια κάμερα ή μπροστά από την οθόνη του υπολογιστή, φτιάχνοντας ψηφιακά μοντέλα και οπτικά εφέ για ταινίες. Εκτός της δουλειάς του, έχει ένα μικρό εργαστήριο πυραύλων στο στούντιο του.

Ως αφοσιωμένος λάτρης του διαστήματος, ο Oliver ήθελε απεγνωσμένα ένα μοντέλο της SpaceX Falcon 9 , η οποία έγραψε ιστορία όταν έγινε ο πρώτος επαναχρησιμοποιήσιμος πύραυλος στον κόσμο. Η αναζήτησή του για ένα λεπτομερή μοντέλο ήταν άκαρπη, έτσι πριν από εννέα μήνες, αποφάσισε να δημιουργήσει ο ίδιος ένα αντίγραφο.

Κάθισαμε με τον Oli για να μάθουμε για τη δουλειά του και πώς οποιοσδήποτε χρήστης CAD μπορεί να καταφέρει να δημιουργήσει μοντέλα επαγγελματικής κλίμακας.Ο Oli δεν είχε προηγούμενη εμπειρία με την 3D εκτύπωση ή την δημιουργία φυσικών μοντέλων. Τώρα εκτυπώνει και κατασκευάζει μοντέλα 24 ώρες την εβδομάδα, και δημιούργησε ψηλά αντίγραφα ύψους 1 μέτρου των πυραύλων Falcon 9 και Falcon Heavy. Η ακρίβεια και το επίπεδο λεπτομέρειας των μοντέλων έχουν κερδίσει ομόφωνα επαίνους από τους συναδέλφους και μάλιστα προσελκύουν την προσοχή του SpaceX.

Πώς ξεκίνησες με το πρότζεκτ;

Διαχειρίζομαι εταιρεία παραγωγής ταινιών και στούντιο 3D animation στο Bad Saulgau της Γερμανίας, έτσι έρχομαι από ένα ισχυρό υπόβαθρο μοντελοποίησης. Κανονικά, κάνω μόνο μοντέλα για την οθόνη, VR, ή animation. Αυτή είναι η πρώτη φορά που εργαζόμουν σε ένα πραγματικό φυσικό μοντέλο.

Είμαι ένας τεράστιος θαυμαστής του διαστήματος και πραγματικά ήθελα να έχω ένα μοντέλο πυραύλων SpaceX, αλλά δεν είναι διαθέσιμος για αγορά πουθενά. Υπάρχει μόνο μία εταιρεία στις Ηνωμένες Πολιτείες που κάνει μοντέλα αεροδιαστημικής και δημιουργεί μοντέλα πυραύλων SpaceX, αλλά είναι εξαιρετικά ακριβό και ξεπερασμένο. Σκέφτηκα, γιατί να μην δοκιμάσω μόνος μου;

Πώς είναι η διαδικασία? Αντιμετώπισες προκλήσεις από την σχεδίαση ψηφιακών μοντέλων έναντι φυσικών;

Το βασικό σε όλα τα μοντέλα είναι οι εικόνες, και έτσι έφτιαχνα κι εγώ τα τρισδιάστατα μοντέλα για μεγάλο διάστημα. Στην πραγματικότητα μοντελοποιήθηκαν στο 3D Max ως πολυγωνικά μοντέλα, όπως τα μοντέλα που θα χρησιμοποιούσατε σε ένα παιχνίδι ή ένα κινούμενο σχέδιο.

Αυτή η προσέγγιση λειτουργεί καλά για τις οπτικές εφαρμογές, όπου μπορεί να εξαπατήσει πολύ γιατί υπάρχουν κάποια πράγματα που μπορείτε να δείτε, ενώ άλλα παραμένουν κρυμμένα από την κοινή θέα. Όμως, ένα φυσικό μοντέλο πρέπει να έχει δομική ακεραιότητα, και θα πρέπει να σχεδιαστεί για τη διατήρηση συναρμολόγησης στο μυαλό. Για παράδειγμα, δεν μπορείτε να έχετε τμήματα να διασταυρώνονται. Αυτό ήταν νέο για μένα, και δεν περίμενα να λειτουργήσει καλά . Είχα ίσως πέντε ή έξι μέρη που είχα να ξανά-σχεδιάσω και ανοικοδομήσω, αλλά εκτός από αυτό, όλα πήγαν μια χαρά.

Επίσης, όταν σχεδιάζετε τα πράγματα σε κλίμακα και αναλογία, υπάρχουν κάποιες λεπτομέρειες που πρέπει να κάνετε πιο ανθεκτικές ή μεγαλύτερες για να τους κάνετε να δουλέψουν σαν ένα φυσικό μοντέλο.  Παραδείγματος χάριν, δεν είναι εύκολο να κατασταθούν οι μικρές στήλες αρκετά εύρωστες επειδή είναι λεπτότερες από μία οδοντογλυφίδα σε ένα μικρής κλίμακας πρότυπο 1:144. Ένα τέχνασμα είναι να κατασταθεί το μέρος κοίλο και να υπάρξει ένα κανάλι 0.3 χιλ. ή 0.5 χιλ. σε αυτό, όπου μπορείτε να τοποθετήσετε μια ράβδο ινών ή μετάλλων άνθρακα. Η ενίσχυση στο εσωτερικό παρέχει τη δομική δύναμη, και δεν είναι ορατή από τη εξωτερική όψη. Με το Form 2, μπορείτε να τυπώσετε τρισδιάστατα όλο αυτό το περίπλοκο μέρος-που είναι τρομερό.

Στόχος μου ήταν πάντα να είμαι ακριβής στους πραγματικούς πυραύλους, μέχρι τις ελάχιστες λεπτομέρειες. Τα δύο στάδια και η κεφαλή συνδέονται μεταξύ τους με μαγνήτες και μπορούν να διαχωριστούν για να δείξουν το εσωτερικό μηχανισμό διαχωρισμού σταδίων. Το πρώτο στάδιο φέρει ένα διαστημικό σκάφος Dragon, αλλά έχω δημιουργήσει άλλες εκδόσεις για να αλλάξω τα στάδια και τις κεφαλές.

Έχω επίσης μοντελοποιήσει το Falcon Heavy, την παραλλαγή του Falcon 9 που έχει δύο πρόσθετα πρώτα στάδια ως ενισχυτικά με ιμάντες. Δεν υπήρχε καμία πραγματική φωτογραφία αφού δεν έχει πετάξει ακόμα, και το SpaceX έχει βγάλει στην κυκλοφορία πολύ περιορισμένες πληροφορίες σχετικά με αυτό, γεγονός που το έκανε αυτό μια αρκετά μεγάλη πρόκληση.

Γιατί επέλεξες την τεχνολογία της στερεολιθογραφίας αντί για κάποια άλλη τεχνολογία για να δημιουργήσεις τους πυραύλους;

Έκανα πολλή έρευνα σε διάφορες μεθόδους 3D εκτύπωσης γιατί δεν έχω εμπλακεί σε αυτόν τον τομέα ποτέ πριν. Έψαξα όλα τα είδη των εκτυπωτών μοντελοποίησης με FDM, αλλά όλα ήταν ακριβώς όπως “Eh, είναι εντάξει, αλλά δεν είναι αυτό που ψάχνω” Ήθελα να δείξω τις μικρές λεπτομέρειες και να δημιουργήσω μοντέλα που φαίνονται επαγγελματικά.

Αφού πήρα το Form 2 ήμουν πραγματικά έκπληκτος πόσο εύκολο ήταν. Δεν περίμενα ότι θα λειτουργήσει όπως η “Εκτύπωση για χαζούς”. Σκέφτηκα ίσως ότι θα χρειαζόταν να σπαταλίσω τρία ή τέσσερα λίτρα ρητίνης έως ότου ο εκτυπωτής να είναι έτοιμος για χρήση, αλλά τα περισσότερα αποδείχθηκαν εξαιρετικά καλά από την αρχή. Είχα ίσως τρεις αποτυχημένες εκτυπώσεις και κυριολεκτικά εκτυπώνει 24 ώρες την εβδομάδα

Το καλύτερο κομμάτι είναι ότι σε όποιον παρουσιάζω τους πυραύλους, κανείς δεν πιστεύει ότι αυτό ειναι πραγματικά 3D εκτύπωση. Λένε, ” Όχι αυτά είναι πλαστικά που έγιναν με χύτευση, Αποκλείεται να τα εκτύπωσες τρισδιάστα μόνος σου. “

Δεν μπορώ να φανταστώ πολλούς ανθρώπους που λένε ότι “η πρώτη μου 3D εκτύπωση ήταν ένας πύραυλος ενός μέτρου. Πώς φαίνεται η διαδικασία κατασκευής;

Ξεκινάει με την 3D εκτύπωση όλων των κομματιών. Η μικρότερη κλίμακα 1: 144 κλίμακας Falcon 9 αποτελείται από δεκαπέντε κομμάτια και μπορεί να εκτυπωθεί με μία κίνηση, αλλά οι μεγαλύτερες απαιτούν πολλαπλές κατασκευές. Χρησιμοποιώ ως επί το πλείστον Formlabs Standard Grey Resin, το οποίο έχει ωραίο τελείωμα ματ επιφάνειας και μεγάλη ανάλυση. Μετά την εκτύπωση, καθαρίζω τα εξαρτήματα και αφαιρώ τα σημάδια στήριξης.

Δυστυχώς, δεν πας απλά στον εκτυπωτή, και πατάς το πλήκτρο “φτιάξε ένα τέλειο πύραυλο” και βγάζει ένα τέλειο πύραυλο. Στην πραγματικότητα, θα έλεγα ότι το 90 τοις εκατό του συνόλου των εργασιών είναι η διαδικασία τελειώματος και ζωγραφικής. Έτσι λοιπόν, συγκεντρώνω όλα τα εξαρτήματα και προωθώ το μοντέλο. Το αστάρι αποκαλύπτει όλες τις ανωμαλίες και τις ατέλειες, τις οποίες διορθώνω με λίγο τρίψιμο. Τότε είναι ώρα για ζωγραφική.

Ελέγξτε τους οδηγούς μας για να μάθετε περισσότερα σχετικά με την προετοιμασία και τη ζωγραφική 3D εκτυπώσεων καθώς και το πώς να δημιουργήσετε μοντέλα μεγαλύτερα από τον όγκο δημιουργίας του τρισδιάστατου εκτυπωτή σας.

.Χρειάστηκε πολύς χρόνος για να καταλάβω τι είδους χρώματα πρέπει να χρησιμοποιήσω επειδή, παρόλο που οι ρουκέτες φαίνονται λευκές, δεν είναι πραγματικά λευκές. Επίσης, δεν είναι πάρα πολύ γυαλιστερές, και δεν είναι εξ ολοκλήρου ματ, αλλά κάπου ενδιάμεσα. Έχουν ένα μοναδικό φινίρισμα στην επιφάνεια, το οποίο προσπαθώ να αναπαράγω όσο το δυνατόν περισσότερο.

Ο φίλος και συνεργάτης μου είχε κάποια εμπειρία εργασίας με πλαστικά μοντέλα όταν ήταν μικρότερος, έτσι με βοήθησε και διερεύνησε τη διαδικασία ζωγραφικής και φινιρίσματος.

Κατασκευή του Falcon 9 και Falcon Heavy

Τελικά, βρήκαμε μια εταιρεία που ονομάζεται Revell και παράγει πλαστικά μοντέλα. Αναμίξαμε τα μικρά δοχεία χρωμάτων με διαλυτικά χρωμάτων και τα χρησιμοποιούσαμε στον αερογράφο. Έπρεπε να πειραματιστούμε με διαφορετικά μεγέθη βελόνων, αλλά βρήκαμε τελικά μία που δούλεψε. Μετά τη ζωγραφική, προσθέτουμε τα αυτοκόλλητα διαφανειών που εκτυπώνω και εφαρμόζω ένα στρώμα από διαυγές επίστρωμα για να τα σφραγίσω όλα.

Όλα είναι απλά, αλλά είναι πραγματικά μια πολύ χρονοβόρα διαδικασία. Ακόμη και η μικρότερη κλίμακα Falcon 9 κλίμακας 1: 144 διαρκεί περίπου μία ημέρα εργασίας, συμπεριλαμβανομένων πέντε ωρών μετά την επεξεργασία, και το Falcon Heavy χρειάζεται περίπου 50 ώρες εργασίας για την κατασκευή.

Πώς η SpaceX άκουσε για το πρότζεκτ;

Αφού είχα ολοκληρώσει τα πρώτα μου μοντέλα, δημοσίευσα φωτογραφίες από αυτά στην Reddit και στην ομάδα SpaceX Facebook. Το τελευταίο έχει περίπου 25.000 μέλη – θα έλεγα ότι το 90 τοις εκατό από αυτούς είναι λάτρεις του χώρου σαν κι εμένα και οι υπόλοιποι είναι οι υπάλληλοι του SpaceX. Η ανατροφοδότηση από την κοινότητα ήταν εξαιρετικά καλή, δεν περίμενα να γίνει τόσο δημοφιλής. Έχει μάλιστα εμφανιστεί στην αρχική σελίδα του Reddit ως μία από τις κορυφαίες τάσεις.

Αρκετοί υπάλληλοι του SpaceX έρχονται σε επαφή μαζί μου όταν έμαθαν σχετικά με το έργο. Ήταν ενθουσιασμένοι από το επίπεδο λεπτομέρειας και την ακρίβεια των μοντέλων, διότι ακόμη και αυτά από τον επαγγελματία προμηθευτή τους δεν το έχουν.

 Παρόλα αυτά, είμαι πολύ ευγνώμων. Στην αρχή, ξεκίνησα ως προσωπικό πρότζεκτ για το σπίτι μου. Απλώς ήθελα να το δοκιμάσω και δεν με πείραζε αν έκανα λάθος. Είμαι πολύ χαρούμενος, αυτό το έργο έχει ξεπεράσει όλες τις προσδοκίες μου.

Μάθετε περισσότερα σχετικά με την στερεολιθογραφία της τρισδιάστατης εκτύπωσης

Would you like to turn your digital models into real-life professional models? Learn about stereolithography (SLA) 3D printing, the technology Oli used to 3D print the SpaceX models, and find out more about Formlabs’ Form 2 3D printer. Θα θέλατε να μετατρέψετε τα ψηφιακά σας μοντέλα σε πραγματικά και επαγγελματικά; Μάθετε σχετικά με την στερεολιθογραφία στην τρισδιάστατη εκτύπωση , την τεχνολογία που χρησιμοποίησε ο Oli για να εκτυπώσει τα μοντέλα SpaceX και ανακαλύψτε περισσότερα για τους 3D εκτυπωτές Form 2 της Formlabs.

Δείτε το Form 2