Введение в 3D печать, Часть 5: Склейка, окраска

Пятая и заключительная часть статьи 'Введение в 3D печать', предыдущая часть по ссылке:

Введение в 3D печать, Часть 4

6. Склейка и окраска

Последний раздел, который я решил осветить в своей статье, это финальная «сборка» и покраска вашей модели, если это требуется.

6.1. Склейка

Самый известный метод склейки моделей из ABS пластика – это известный с детства клей для масштабных моделей, продающийся в соответствующем же магазине в небольших флаконах. Он подплавляет пластик, позволяя деталям спаяться после застывания. Минус: часто требуется промазывать несколько раз, прежде чем клей начнет растворять пластик. Потому клеит довольно медленно и, без грамотного подхода, не особо прочно.

Можно использовать дихлорэтан, продающийся в хозяйственных универмагах. Он тоже плавит пластик, но делает это быстрее. Можно также использовать и дихлорметан, обладающий сходными свойствами.

Можно подклеивать элементы модельным клеем, а после фиксировать суперклеем с внутренней стороны модели. Он держит заметно лучше. Здесь я позволю себе небольшую рекламу. Вместо небольших на две трети пустых жестяных тюбиков по 15-20 рублей я перешел на Космофен (Cosmofen CA-12).

На момент написания в 2015 году он стоит в районе 140 рублей за 20-граммовый бутылек, но, во-первых, его много, во-вторых, он клеит! Не только пальцы, как и все разновидности суперклеев, но и пластик. Возможно, я брал слишком дешевые «модификации» жестяных тюбиков, но почему-то по моему впечатлению они клеили плохо. Я этого понять не могу, т.к. и там, и там должен быть цианоакрилат, но по факту. Плюс этого клея: склеивает намертво. Минус: склеивает слишком быстро, вы можете просто не успеть зафиксировать элемент в правильном положении. В моем случае однажды, намазав суперклеем соединительный стержень, который должен был взаимно фиксировать две детали, я просто не успел его вставить в одну из деталей на нужную глубину, когда этот стержень уже намертво приклеился к стенкам отверстия, пришлось его просто отломать. Хранить суперклей рекомендую в целлофановом пакете, с положенным туда пакетиком силикагеля, который собирает влагу из воздуха и предотвращает этим застывание клея. Да, цианакрилат застывает не от испарения его в воздух, а от содержащихся в воздухе паров воды, поэтому в частности он быстро склеивает пальцы… Такая вот занимательная википедия ))

Для быстрого удаления суперклея с пальцев можно использовать продающийся в тех же магазинах растворитель суперклея в таких же маленьких жестяных тюбиках, что и обычный клей.

6.2. Окраска

После того, как вы более-менее освоитесь с непосредственно печатью моделей, у вас может появиться желание покрасить модель, а не пытаться выбирать из нескольких цветов пластика, добиваясь получения результата нужного цвета.

Если вы планируете полностью окрашивать модель, то печатайте белым или натуральным пластиком. Напомню, что натуральный отличается тем, что в нем нет матирующего красителя, потому он слегка прозрачный (говорю об ABS), чуть напоминая PVA пластик. Это немного скрадывает форму, что в большинстве случаев неудобно. Для окраски крупной модели в один тон можно использовать обычные аэрозольные баллончики из магазина тех же автоэмалей. В идеале, нужно также использовать грунт для пластика, он тоже продается в аэрозольных баллонах, но я использовал его только в части случаев, где требовалась более ответственная покраска. По грунтовке замечу только, что грунт можно купить также и в баночках специально для аэрографа, но я лично пользовался аэрозольным баллоном.

Также, обращаю внимание, что грунт использовался серый, а покрывалась модель в гараже хорошо прокрашивающей эмалью. Если используется серый грунт, то прокрашивать модель из аэрографа разведенным акрилом может быть проблематично. Если вы используете белый грунт, то сложно будет увидеть, где вы покрыли модель грунтом. Как вариант, можно комбинировать серый пластик и белый грунт, но в паре с аэрографом лично я его вообще не использовал, т.к. модели были большие, а времени на их покраску, как всегда, не хватало.

Здесь можно написать, в сколько слоев рекомендуется красить, каково время сушки слоев, написать банальность про то, что не стоит красить в холодную или влажную погоду, но с моей точки зрения, для малоразмерных пластиковых моделей наиболее подходящий метод покраски, а тем более покраски по частям в разные цвета – это покраска аэрографом, потому я перейду непосредственно к ней. Касаемо же покраски из баллончика скажу только, что для создания первичного основного тона модели как раз хорошо подходит как раз-таки баллочик, т.к. задувать из аэрографа большую модель с равномерным ее прокрасом вы откровенно замучаетесь. Итак, переходим к аэрографии.

Что вам для этого потребуется? Минимальный набор юного и не очень покрасчика: китайский аэрограф, от которого будут воротить нос настоящие любители стендового моделизма, и аэрокомпрессор, тоже, как можно догадаться, китайский.

Аэрографов существует великое множество во всех ценовых категориях, я же буду рассматривать на своем простом примере бюджетного JAS 1117. Практически во всех аэрографах есть регулировки подачи краски и давления воздуха. Ограничитель подачи краски используется реже, давление же воздуха настраивается под данный конкретный случай. Обычно просто ограничивается для уменьшения скорости воздуха на выходе из сопла аэрографа. Аэрографы легко разбираются для очистки. Большая часть элементов снимается без вспомогательного инструмента. Для очистки при работе с акриловой краской обычно достаточно просто протереть элемент ацетоном.

У меня нет в планах плотно рассматривать работу с аэрографом как таковую, просто дать общие понятия об оном, потому переходим к компрессорам.

Из типовых аэрокомпрессоров, продающихся в магазинах, можно выделить два вида: с ресивером и без. Что такое ресивер? Это накопительный баллон для сжатого воздуха. Он позволяет держать давление ровным и позволяет компрессору автоматически выключаться по достижению необходимого давления в ресивере. Естественно, компрессоры с ресивером стоят дороже, но с моей точки зрения брать компрессоры без оного смысла не имеет, т.к. разница в удобстве серьезная, плюс компрессор без ресивера в среднем будет иметь существенно меньший срок службы за счет банального перегрева при работе. На фото изображен мой компрессор с ресивером.

Здесь я сделаю отступление и добавлю еще один небольшой раздел, чтобы было понятно дальнейшее. Итак, этот раздел…

6.3. Покрасочная химия

Как вы понимаете, для покраски вам понадобятся, собственно, краски.

Но и, как вы догадываетесь, ими одними дело не ограничивается. Есть еще некоторая обязательная и некоторая рекомендуемая к наличию химия, без которой вам, скорее всего, обойтись не удастся. Обращаю внимание, что написанное ниже следует понимать в контексте использования акриловых красок. Для эмалевых описание стоит составить немного по-другому.

1) Технический спирт

Для тех, кто не знает, при этом представляется что-то вроде обычного этилового спирта с накрошенными туда то ли металлическими опилками, то ли какой-то химией… Зачем? Ну, он же технический )) Нет. В данном случае имеется ввиду даже не технический этиловый спирт, а спирт изопропиловый, он же ИПС.

Он используется в качестве разбавителя акриловых красок и очистки аэрографа при смене краски. На момент написания (напомню, лето 2015 года) типовой бутылек ИПС стоит в районе 200 рублей, его можно купить в магазине, торгующими электронными компонентами – датчики, припои, резисторы и пр.

ИПС также является хорошим очистителем, он используется в частности как один из компонентов стеклоомывающей жидкости для автомобилей. Например, им можно удалять следы, остающиеся после наклеек на новых холоднильниках.

2) Ацетон

Используется для генеральной очистки аэрографа, рук и кистей, например, при окончании работы. Обладает очень хорошим свойством: испаряется без остатка, т.е. невозможно что-то провонять ацетоном. Единственное: т.к. он является растворителем, им запросто можно испортить краску или пластиковый элемент. Продается в хозмагазинах в районе 80 рублей за бутылку.

3) Уайт спирит. Не знаю, было ли это когда-то торговой маркой, теперь же его выпускают все кому не лень. Используется для растушевывания масляных красок и удаления излишков смывки. Если не подходить к вопросу покраски слишком серьезно, то может и не понадобиться. Скажу только, что он немного отличается по составу у производителей, из-за чего есть предпочтительные варианты. Обычно хвалят тиккуриловский, но я брал по принципу «что есть в магазине». Уайт Спирит имеет несколько маслянистый запах. Он сравнительно медленно испаряется, потому рекомендую им ничего не заляпывать при работе.

Как уже выше писал и как в качестве прозрачного намека привел выше на фотографиях, рекомендую закрывать вашу химию полиэтиленовыми пакетами с резинками для денег, чтобы обеспечить, что даже при хранении где-то в комнате, она не испарялась.

Т.к. покраска в моем (и думаю, вашем) случае производилась «на материально-технической базе домашней квартиры», то речь пойдет об использовании акриловых, а не эмалевых красок.

У красок есть множество производителей, я же, как можно понять по фотографии на странице выше, остановился на Тамии (Tamiya). Она дороже нашего Акана, но, говорят, что для аэрографа лучше использовать ее. Не хочу при случае оказаться в центре какого-нибудь холивара, скажу лишь, что мне нужно было получить некоторый разумно качественный результат, при этом не обнаружив себя через пару месяцев, активно спорящим на форуме на тему, чей хром лучше использовать, Тамию или Вальехо. Это немного напоминает ситуацию со слайсерами, здесь я тоже не буду давать каких-то явных советов, оставлю возможность выбора вам.

Скажу только, что если вы планируете окраску кистью и вам не нужно точно попадать в определенный оттенок, крася танк в Dunkel Grau, то вам вполне могут подойти акриловые краски из магазина художественных товаров, которые можно купить по существенно более низкой цене за целую пачку бутыльков.

6.4. Окраска (продолжение)

Т.к. в основном эта статья все-таки про печать, то здесь я опишу лишь самое основное про покраску акрилом, чтобы можно было иметь некоторое базовое представление, потому здесь будет много кратких обрывочных сведений.

Можно ли красить аэрографом дома без мощной вытяжки, противогаза, таблички «Осторожно, работают люди» и т.д.? Можно. Осторожно, но можно. Для этого, повторяю, мы работаем акриловыми красками, а не эмалевыми. Тамия более вонючая, нежели Акан, так что, возможно, вам есть смысл взять именно Акан (или какого-либо другого производителя), но в целом запах акрила не слишком сильный и неприятный, к тому же он очень быстро сохнет.

Рекомендую окружить место покраски листами формата А1 или газетами в пару слоев. Их можно прикрепить на обычный малярный скотч к стене или шкафу, положить лист на пол. Это позволит практически полностью избежать вероятности постепенного появления пятен всех цветов радуги на окружающей обстановке.

Нет, я еще не настолько сошел с ума и не собираюсь радостно красить тапок, я всего лишь съем его на завтрак )) А если серьезно, он приведен для масштаба. Вот такой «мобильный развертываемый покрасочный уголок».

Обычно, акриловая краска при заливке в аэрограф разбавляется изопропиловым спиртом где-то в районе 1:1. Это не точная пропорция, а лишь общая рекомендация. Чем сильнее разбавляете краску, тем ниже ее укрывистость… Потому, как уже писал выше, для «заливки» модели в один цвет я вообще использовал баллончик с эмалью, т.к. покрасить аэрографом сравнительно крупную модель, при этом аккуратно залив ее без пятен, очень заморочливо. Чем сильнее разбавляем акрил, тем слабее он прокрашивает, потому сильно разбавленную (1:10–1:20) краску можно использовать для слабого тонирования. Кстати, почему акрил мы разбавляем ИПС, а не водой, которая практически бесплатно течет из-под крана, к тому же не обладая заметным запахом? Дело в том, что спирт, в отличие от воды, быстро испаряется, а мы не хотим, чтобы наша краска долго сохла или, того хуже, потекла прямо в процессе покраски.

Перед покраской рекомендую обработать модель чистым изопропиловым спиртом в целях обезжиривания. Он, особенно в «пропорциях» аэрографа, сохнет практически мгновенно.

Покраску я провожу без всяких специальных перчаток, если, конечно, это не эмалевый баллончик, с разумной вентиляцией.

При работе с аэрографом категорически не рекомендую держать его над одной точкой, пытаясь ее «прокрасить». Это приведет только к тому, что краска потечет, им обязательно требуется «водить».

Маскировать (закрывать) участки, которые не нужно прокрасить случайно, можно самым банальным малярным скотчем из хозяйственного. Да, рекомендуется использовать качественный модельный скотч, но лично мне полностью хватило самого обычного широкого малярного.

Отрезать скотч быстрее всего не ножницами, а уже упомянутым выше модельным ножом.

После окончания всех работ, если вы работали акрилом, рекомендую продуть через аэрограф небольшое количество ацетона (напоминаю, я говорю про акриловую краску). Этим вы очистите иглу и сопло аэрографа, не позволяя ему засоряться, что сильно продлит его срок службы.

Рекомендую иметь в наличии кисти. Они позволяют окрашивать небольшие элементы, которые для окраски аэрографом имеют слишком маленький размер.

Кисти бывают разной жесткости и ширины. Жесткие кисти хорошо использовать для растушевывания.

Не могу не привести здесь конечный результат работы по окраске, чтобы можно было оценить сами возможности в получении конечного результата.

Т.к. данные фотографии повторяют приведенные уже мною в статье по созданию этого архитектурного макета, в качестве бонуса приведу фото сделанной модели коттеджа:

Эта модель изготовлена по той же технологии, но она несколько проще как по архитектуре, так и покраске, потому она производит меньшее впечатление, нежели макет церкви. Скажу, что данная модель была гораздо проще в отрисовке на компьютере, но настолько же сложнее в склейке и покраске по причине большого размера и вытекающих из этого проблем с зазорами, швами и покраской.

6.5. Некоторые тонкости окраски

Здесь я дам некоторую информацию о техниках «вторичной» окраски, т.е. покраски модели уже после нанесения основных красок. Это краткое описание тонирования и выветривания, которые используются в окраске масштабных моделей. Это те самые методы, мастерство в которых постигается годами и которые приводят к тому, что какой-нибудь покрашенный мастером танк выглядит, как настоящий, а не как маленькая пластиковая модель.

По той же причине – статья в основном о 3Д печати – эти описания очень краткие и даны только для того, чтобы вы знали, что такие методы есть и активно используются. Это не инструкция по применению. Сразу скажу, что, если вы заинтересованы реалистичной покраской модели, но не имеет знаний по вопросу, рекомендую вбить в ваш любимый поисковик «Мастер класс Владимира Яшина». Он очень хорошо, понятно и с картинками объясняет работу данными техниками, во всяком случае на базовом уровне. Более того, на текущий момент я вообще не проводил окраску по всему спектру данных техник, ограничиваясь лишь применением некоторых из них – тех, что были мне необходимы для работы. Потому же здесь почти не будет иллюстраций, т.к. это лишь краткие описания. Также, т.к. я не имею даже любительского ранга в покраске, единственные иллюстрации здесь – моя собственная работа.

Итак, галопом по европам:

1) Прешейдинг

Обычно заключается в том, что на расшивки (стыки листов, резкие перегибы поверхностей и т.д.) модели наносится темная краска, чтобы при закрытии всей модели основным цветом, места расшивок немного выделялись темным цветом.

2) Тонирование

Добавление слабого оттенка сильно разбавленной краской. Например, если ваша модель песочно-желтого цвета, то можно использовать сильно разбавленный серый или коричневый, чтобы, нанося их аэрографом или кистью, придать участкам модели чуть отличающийся от основного оттенок, чтобы ваша модель не выглядела совсем однотонной.

Я использовал данную технику для придания камням цоколя здания слабые оттенки, т.к. иначе покрашенный цоколь выглядел, как загрунтованный бампер. Кстати, на «камне» можно увидеть «звон» из-за слишком высокой скорости печати.

3) Масляные точки

Техника для дальнейшего изменения основного цвета покрашенного объекта. Называется так из-за метода нанесения: на объект наносится множество точек масляной краской нескольких цветов (палитра зависит от основного цвета объекта) с последующим растиранием их жесткой кистью, смоченной в Уайт Спирите. Наносится на матовую поверхность – обычно, матовый лак. В случае с 3D печатью с нанесением масляных точек могут быть проблемы, т.к., как минимум, потребуется обработка поверхности для придания ей необходимой для работы гладкости.

4) Смывка

Техника для выделения расшивок. В швы тонкой кистью наносится жидко разведенная масляная краска (обычно покупают прямо баночки с уже готовой смывкой – Wash). Обычно, темная. Она легко растекается по швам. После частичного просыхания ее излишки удаляются тем же Уайт Спиритом. Делается только по глянцевой поверхности, обычно по лаку.

Единственный выполненный мною пример смывки – это выделение «цемента» между кирпичами, произведенное прямо по матовой кирпичной краске. Это технически не верно, но у меня просто не было времени на производство всей требуемой цепочки, делалось по принципу 'лучше так, чем будет однородно красная стенка'

Здесь я описал не все используемые техники, скорее самые основные.

Как вы заметили, я указываю матовую или глянцевую поверхность. В большинстве случаев это означает слои лака, наносимые между данными этапами. Также, наносимый лак должен быть из другой «группы» (акрил или эмаль), нежели последующий наносимый слой, чтобы используемый для коррекции наносимого слоя растворитель не растворил также и его. Лак выполняет в частности защитную роль для предыдущего нанесенного слоя.

В конце данного раздела я еще раз повторюсь: это описание сделано лишь для краткого знакомства с данными техниками, потому рекомендую его использовать больше для справки, дабы я не был заживо съеден энтузиастами стендового моделизма, с точки зрения которых информация выше мало того что слишком поверхностна, так еще и местами и неточна. Для предметного изучения тонкостей покраски я рекомендую посещать профильные ресурсы по стендовому моделизму. Как минимум почитать уже приведенный выше в пример «Мастер класс Владимира Яшина».

7. Заключение

В этой статье я постарался познакомить вас с комплексом касающихся 3D печати аспектов, начиная от покупки самого принтера, пусть и c в немалой мере субъективным выбором, до получения конечного результата в виде, в данном случае, окрашенных архитектурных моделей. Естественно, такие модели – не единственное применение принтеров, просто на их основе можно хорошо рассмотреть не только саму печать, но и все остальные аспекты разработки.

3D принтеры можно использовать как в целях создания дизайнерских моделей, так и инженерных решений, восстановления изношенных пластиковых деталей, быстрого прототипирования и в многих других направлениях. Я постарался осветить вопросы, которые занимали меня самого в процессе освоения данной области. Охватить же в одной статье их все, к тому же учитывая то, что далеко не все из них мною изучены в достаточной мере, нереально. «За бортом» остались такие актуальные темы, как самостоятельная сборка принтера из кита (очень популярное направление у начинающих печатников), нюансы калибровки подачи для сопла, настройки конкретных слайсеров и, возможно, их детальные сравнительные тесты, которые можно было бы провести, работа с PLA пластиком или же более детальные описания самих механик принтеров. Но, как уже сказал, это уже практически невозможно уместить в рамки одной статьи даже при большом на то желании. С моей точки зрения, информации в данной статье достаточно, чтобы получить о самой 3D печати достаточное представление и достаточный же начальный набор сведений для начала во всяком случае хоббийной работы в этой сфере.