«Flyingbear мёд» в полёте за мечтой

В данной статье расскажу подробно как самому с помощью 3д принтера можно создавать красивые светильники для дома. Этот проект я сделал максимально простым и не сложным для повторения.

Каждое участие в конкурсе для меня – это испытание, которое, с одной стороны, организует и заставляет совершенствоваться, с другой, вносит свежую струю в ритм жизни, придаёт силы и повышает мой профессиональный уровень. Поэтому я с большой радостью и энтузиазмом принял участие в конкурсе #летающий медведь, организованным командой сайта 3Dtoday совместно с парнерами, компаниеями Filamentarno, «Аскон» и производителем 3D-принтеров Flyingbear. 

1. Идеи и эскизы

С самого начала я решил для себя, чтобы мой летающий мишка будет не только красивым, но и займет отведенное ему место в доме, и не будет пылиться где-то в коробках после подведения итогов. После долгих размышлений и одной бессонной ночи, выбор пал на проектирование светильника или ночника. Такого проекта лично мне еще не приходилось делать, поэтому попутно пришлось решить просто множество вопросов.

Для начала набросал несколько эскизов, как я вижу реализацию данного проекта. Вариантов было множество, но в краеугольном камне: время-пластик-качество исполнения, выбрал золотую середину - вариант светильника в виде воздушного шара с косолапым медведем на борту.

Исходя из своих возможностей и области печати моего собственноручно-сляпанного 3d принтера, определился с размером, цветом и композицией модели.

Вооружившись головой, вдохновением, листом бумаги и карандашом, я начал творить.

И получилось это!

Ход мыслей был таков. Купол воздушного шара будет выступать в качестве плафона для освещения, поэтому для этих целей лучше подойдет прозрачный пластик. И лучше использовать прозрачный ПЛА-пластик желтого цвета, для того чтобы придать мягкость свечения в темноте. Оставалось только понять, насколько сильно и эффективно будет рассеиваться свет, но это можно будет узнать только опытным путем. Для всего остального пойдет белый ПЛА-пластик, так как столько разных цветов пластика в наличии не имеется, поэтому предполагалось все детали загрунтовать и покрасить.

2. От идеи к созданию 3д моделей.

Процесс моделирования опишу очень кратко, не вдаваясь в подробности. Для создания 3д моделей я решил использовать бесплатную версию программы Компас 3Д от компании «Аскон». И это, наверное, один из самых интересных этапов в создании «летающего топтыгина». А также это занимает много времени и требует проработки всех компонентов с предварительной сборкой в программе.

Светильник состоит из нескольких основных частей, которые сначала нужно смоделировать по отдельности:

1. купол шара;

2. корзина;

3. медведь;

4. крепление, соединяющее купол с корзиной;

5. другие элементы композиции (изготавливается по желанию).

Купол воздушного шара, одновременно выполняющего роль плафона, должен освещать комнату. Выдавливать круглую форму шара по оси симметрии показалось не в духе соревновательного конкурса, поэтому пошел по другому пути и придал некую изысканность. Хочу, сказать, что пришлось повозиться! Кто сможет повторить, тому 5 баллов. Для эффективного освещения толщина стенки должна быть минимальна, чтобы свет смог беспрепятственно проходить, и в тоже время быть достаточно прочным. Опираясь на свой опыт, стенки шара сделал толщиной 0.8 мм, а вот основание потолще. В само утолщение необходимо без проблем устанавливать патрон с лампочкой, поэтому внизу купола сделал отверстие с резьбой, с шагом 3 мм. Делать настоящую объемную резьбу с фаской для плавного вкручивания в компасе это целая песня, но инструменты «спираль цилиндрическая» и «выдавливание по траектории» пришли на помощь. С резьбой на патроне, вставляемого в купол, было не легче, но в компасе невыполнимых задач нет, и немного поколдовав, все получилось.

Корзина. Все мы знаем, что каждый михайло любит мёд и другие сладости. Поэтому форма корзины смоделирована в виде бочки с мёдом, а приятным дополнением к этому висят не мешки с песком, а банки с вареньем и крышка от бочки.

Медведь. Замоделенный вариант мультяшного гризли в компасе мне не понравился, а на большее не хватало практики работы в Компасе. Очень сложно было смоделировать задуманную форму хозяина тайги и лесов в данной программе, так как она создана больше для создания профессиональных инженерных чертежей и моделей машиностроения и строительства. Пришлось идти на сделку с супругой, владеющей навыками работы в Blender. Пообещав ей оплатить сеанс ногти и подарить сладкий новогодний подарок, получаю настоящего медведя. Поэтому медведь получился самым дорогим элементом в моей работе. Переконвертировав модель понимаю, что в результате невнятного выданного жене ТЗ (технического задания ), Мишутка слишком мал. Хорошо что в Компасе3D есть функция масштабирования моделей. Внутри косолапового сделал пустотелым, а также отсёк лапы, чтобы не печатать поддержки. Их я буду печатать отдельно.

Крепление, соединяющее купол с корзиной. Чтобы светильник служил дольше и его не уводило от дуновения ветра, а также для придания веса, в качестве опор воздушного шара было принято решение использовать металлическую шпильку М3 с её последующим декорированием. Сверху шпильки было задумано крепить в плафоне, снизу – замоделил еще одну простое крепление.

Другие элементы композиции. Сюда относится всё, с чем ассоциируется наш настоящий хищник. Деревянная ложка (которая пластиковая :D) и сушки-баранки. Дополнительно для бочки смоделил кран с вентилем. А также кепку с вертушком, как без неё, ведь конкурс про летающего медведя!

Теперь, когда все модели готовы, открываем программу Компас 3Д в режиме СБОРКА. Добавляем все детали, которые мы создали поочередно, в нашу сборку и подгоняем на месте. А также окрашиваем нужным цветом все грани деталей, чтобы визуально и приблизительно можно было понять, как это будет смотреться в живую.

Ура! 3Д модель светильника и всех его компонентов готова, можно приступать к печати.

3. Печать и изготовление деталей.

В этом пункте подробно расскажу о печати и изготовлении всех моделей, что для этого использовал, а также о настройке gcode. Все модели, созданные в Компас 3Д, сохраняю дополнительно в формате STL, так для генерации gcode я использую бесплатный слайсер Сura от компании Ultimaker, который читает файлы в этом формате. Печатал детали на своем 3д принтере, по типу Ultimaker Original. Все файлы по сборке данного принтера также находятся в открытом доступе. Область печати моего принтера 190*190*190 мм, да она очень маленькая, но для домашнего использования этот принтер идеален и прекрасно справляется со своими задачами. Установлено сопло для печати диаметром 0,4 мм. Печатал я ПЛА пластиком все комплектующие светильника. И исходя из параметров печати моего принтера, перейдем к подготовки gcode моделей и настройки параметров печати в слайсере Сura.

Основные параметры печати применяемые во всех моделях:

- качество 0,15

- включить вентиляторы 85%

- температура стола 600

- температура сопла 2100

- плотность заполнения 20%

- тип прилипания к столу Юбка

- скорость печати 60

- поднятие оси Z при откате

Некоторые использованные мною параметры могут не подойти для печати на других FDM принтерах, так как зависят от конструкционных особенностей каждого принтера.

Пока печатались модели, я изготовил другие детали необходимые для сборки.

Веревочная лестница.

Её создание пришло в голову спонтанно уже во время этапа печати деталей.

Это оказалось тем случаем, когда сделать руками проще, чем печать, поэтому моделить я уже ничего не стал.

Для создания лестницы потребовались:

- Капроновая нить

- Зубочистки деревянные

- Клей

Для начала я отрезал нить длиной 50 см и сложил её пополам. Из зубочисток нарезал ступеньки, по краям сделал прорези под нить. Обязательно нужно зафиксировать середину нити, это будет началом лестницы и разметить маркером на нити расстояние между ступеньками. Затем продел нить по краям палочек и зафиксировал клеем. Готово.

Крепление, соединяющие купол с корзиной - соединительные шпильки.

Из шпильки с резьбой М3 нарезал необходимой длинны 4 шпильки. Капроновой ниткой обмотал их по всей длине. Чтобы нитка не раскручивалась можно зафиксировать ее на клей.

Электрическая схема и компоненты светильника.

Все детали проводки были куплены в строительном магазине Леруа Мерлен, специально под данный проект. Схема освещения светильника состоит из следующих компонентов:

- Светильник светодиодный встраиваемый 12-78.

- Шнур с выключателем и вилкой.

- Клеммы для соединения проводов.

Чтобы эта система заработала, нужно с помощью клеммника соединить провода светилька и шнура. Включаем вилку в розетку, нажимаем на выключатель и фиксируем загорание лампочки.

4. Время поработать кисточкой.

Прежде чем приступить к грунтовке и покраске деталей предварительно собираем всю конструкцию светильника.Несомненный плюс компьютерного моделирования в том, что заранее видишь результат и предугадываешь все не состыковки. И Компас обладает всеми необходимыми инструментами. Собираем эту красоту, и видим, что нет необходимости ничего перепечатывать. Идеально. Когда все собрано, разбираем обратно и переходим к грунтовке. Для загрунтовки деталей использовал акриловый грунт. Грунт накладывал в 2 слоя, для более качественного покрытия. Для этих целей лучше применять грунт, который применим для пластика или глянцевых поверхностей.

 После грунтования с помощью текстурной пасты придаю рельеф на деталях, где это необходимо. В первую очередь обрабатываю медвежонка, придаю рельеф и текстуру шерсти с помощью кисти. На корзине шара сверху по краю наношу текстуру разлитого мёда. Также делаю на кране и ложке по капельке мёда.

В покраске деталей использовал масляные краски. Эти краски сохнут долго, поэтому есть время для подготовки статьи.

5. Завершающий этап. Сборка светильника.

Сборку светильника можно разделить на 2 этапа. Это сборка нижней и верхней части по отдельности.

Начать лучше с основания, то есть со сборки нижней части. Для начала продеваем шнур в отверстие в нижней части бочки. С помощью клеммника соединяем проводку и крепим её на двухсторонний скотч на дне бочки. Внутри бочки сверху приклеиваем крепеж для шпилек светильника. Сверху распределительной коробки на двухсторонний скотч устанавливаем тело медведя. Затем приклеиваем весь остальной декор по краям корзины - это кран, банки с вареньем, бублики.

Сборка верхней части начинается с монтажа гаек М3 в отверстия патрона светильника. Затем вкручиваются шпильки. После на двухсторонний скотч производиться монтаж светодиода, провода через отверстия опускаются вниз. Прикручиваем купол к плафону.

Затем соединяем верхнюю и нижнюю часть, для этого нижние концы шпилек вставляем в крепежные отверстия в корзине. Светильник готов к работе.

Заключение.

Работы по данному проекту было проделано много. А итогом стал милым, домашний и ламповый светильник. И это классное чувство, когда реализовано не только на бумаге, но и в реальности.

Еще одно из достижений – все детали отпечатаны без поддержек, без доработок и перепечаток.

Также был получен ценный опыт в проектировании моделей, который станет маленьким шагом к более масштабным проектам. Изучены новые функции в Компас 3D, и я не представляю, сколько интересного ещё можно создать в дальнейшем.

Над данным проектом работали:

1. Филатов Алексей – автор статьи, генератор идей и реализатор проекта

2. Филатова Ирина – любимая супруга и главный редактор

3. Филатов Михаил - ведущий инженер-конструктор и разработчик 3D моделей проекта

От себя лично: я вложил в этот проект много времени и души, и буду как ребенок рад, если вы поддержите меня лайком или позитивным комментарием. А от организаторов конкурса жду достойной оценки нашей совместной работы, чтобы мы и дальше могли радовать пользователей сообщества.