Часть 0. Предыстория

Дело было в отпуске. Замечательное время года, когда твои друзья не простаивают из-за того, что оператор на работе. Можно поэкспериментировать с новым филаментом,  побороться с перехлёстами и вообще весело провести время. Даже вспомнить, для чего вообще принтер приобретался. Предыстория тут долгая...

А нужен он мне был для печати BJD (кукол для взрослых, но в приличном смысле) и плюшек для них. На эту тему я писала статью ещё на майский конкурс. И постоянно скупаю все PETG околотелесных оттенков, которые вижу. От поросячье-розового до демонически-серого:

Куклы внутри полые, части тела удерживаются изнутри резинкой. Её натяжение даёт возможность придавать почти любые позы, и чем сложнее конструкция шарниров, тем подвижнее модель. Изготавливаются литьём в силиконовые формы из двухкомпонентного полиуретана. Кто пробовал, тот знает, насколько это капризная в работе хреновина.

И меня давно не отпускает мысль сделать персонажную куклу в масштабе. Напечатать даже со 100% заполнением проще и быстрее, чем отлить - это форму сними, бойся пузырьков, бойся непролива, материалы токсичны и требуют громоздкого дорогостоящего обоудования, работающего под давлением. Принтер же ставится на стол и делает всё сам.

Да, слои.

Да, постобработка, но это не сравнится с той же обработкой под снятие формы, где циклов "грунтовать-шлифовать-вернуться в пункт 1-повторить с более мелкозернистым грунтом и наждачкой" будет от 9000 до бесконечности. Чтобы потом в своих кустарных условиях получить в лучшем случае такой результат:

И это не чувствительный к влажности воздуха полиуретан, а  вполне себе старая добрая, почти что простая советская эпоксидка.

Часть 1. Препечатная подготовка

А для кукол формы ещё сложнее, чем две половинки, так что точно печатаем. Слои в шарнирах как раз помогут создать трение, так что будут полезны. Фотополимерника у меня нет, и на нём много кто кукол делает. Хочется челленджа, что ли. Только FDM, только хардкор во имя Эндера и Кингруна.

Ещё одна проблема с готовыми решениями - масштаб. Я хочу выдержать масштаб 1/3, а если желаемый персонаж не баскетбольного роста, найти тело будет проблематично. Формат SD обычно ростом 57-63 см, MSD - 44-45, с 70+ всё и так понятно, а промежуточного варианта нет. Из доступных для заказа, разумеется. Например, если захочу куклу широко известного мужского персонажа ростом 160 см, кукла должна быть 53. Ну не делают таких, а если и делают, то это либо рост без головы и с ней все 60-с-чем-то, либо совсем мутантные формы. Остаётся самому печатать. Модель бесплатная в интернете есть, только вот в readme зашёл, а там:

禁止事項・3D出力、ニコニ立体での使用。

Или так:

・商用利用不可。３D出力の禁止。

То есть, авторы  запрещают коммерческое использование в любом виде и 3D-печать до кучи. Технически, конечно, всё возможно, но японских коллег расстраивать не комильфо. Глаза боятся, но руки делают - в качестве разового эксперимента. Отмасштабировать модельку до натуральной величины, запилить внутреннюю стенку и пустить в масштабе 33%:

Печатала из "PETG без соплей" на Kingroon. Заполнение 100% с каймой и поддержками, слой 0,15. Вроде неплохо, но ось Z скачет, полосы по всей модели. Муфта пружинная. Меняю на кулачковую с пластиковой вставкой - результат примерно тот же. Печатаю на эндере с родной разрезной муфтой - всё ровно. Магия.

Стоп интересные эксперименты, настало время унылой печати готовой фигни с тингиверса. На эндере пришлось печатать муфту для младшего братика: https://www.thingiverse.com/thing:2603098.

Часть 2. Идея и моделирование

Потом я уехала на неделю к бабушке, где нормального интернета нет, но Кингрун с собой прихватила. Переписываемся с подругой, она упоминает в разговоре некого Чжун Ли. Персонаж мне не знакомый, оказалось, из игры Genshin Impact. Я в неё не играла, но слышала.  От нечего делать лезу с телефона в гугл, посмотреть да почитать про этого дядюшку Ляо. Вот он:

Первая мысль: "смотрит как-то недовольно и свирепо, но в то же время грустно и с недоумением". Вторая мысль: "это персонаж игры - значит, есть модель, а её наверняка уже рипнули и выложили в интернет". Мысль номер Габен: игра китайская и никто не должен обидеться, если я немного перекитаю авторов и напечатаю модель. А ростом он вышел нормальным (185 см по канону), чтобы можно было для эксперимента напечатать только башку, а тело заказать. Параллельно читаю тудей - а тут конкурс. Вот и 3D-идея на ровном месте. Решено - участвую!

Модель найдена с телефона в считаные минуты, перекинута на комп, загружена в 3DS Max и отмасштабирована до натуральной величины. Тут на ум приходит мудрость товарища geck:

3d печать сложней чем кажется, или почему не стоит печатать игровые модели (с)

То, что в игровой графике выглядит хорошо, особенно приукрашенное текстурами, и позволяет экономить ресурсы компа при просчёте анимации в реальном времени, для печати не подходит. Во-первых, сетка не замкнута (non-manifold edges и вот это вот всё), во-вторых, все полигоны будут видны. Нужно замкнуть дыры на модели и добавить сглаживание. Вышло вот так:

Внутренняя часть моделировалась вручную - по сути, надо скопировать и уменьшить "внешюю", убрать выступающие детали (нос, уши), сгладить форму, инвертировать нормали, а потом соединить через Bridge в области глазниц и шеи. Углубления под магниты диаметром 3 мм и глубиной 2 мм - так же инвертированные цилиндры, расположенные под углом 40 градусов. Так получится минимум поддержек (и все внутри), проще скрыть разрез и вставить глаза в готовую башку.

Да, не всегда есть возможность сохранить скриншот в полевых условиях:

Вообще тут я сделала над собой усилие, чтобы дать волю моделированию просто по фану - ни тебе точных размеров, не обязательных для игровых/анимационных моделей соблюдения четырёхугольной сетки. А чтобы не было артефактов при разрезе модели, резать буду в слайсере. Макс экспортирует в неправильном масштабе, но господин Прюша умеет это исправлять. Пункты 1 и 2 можно менять местами, сумма не изменится. Потом поворачиваю модель на 220 градусов:

И разрезаю на высоте 30,39 мм - значение подобрано экспериментально, чтобы глубина отверстий под магниты была одинаковой.

Запускаю пробную печать из чёрного PLA слоем 0,24 и заполнением 20%. Страшенько, но уже что-то (и никогда не печатайте глаза из Silk PLA, потом покажу, почему):

Башка получилась тупо мелкой.

Не попала в размер. Радует одно - печать пробная и поэтому не так жалко. Можно лишний раз перепечатать. Обхват головы получился 18 см, что значительно меньше даже женской. Надо увеличить до 21 см, что дало масштаб 38% от оригинала.

Уже фирменный грустный взгляд читается. Ещё бы - размер что надо, но всё равно ни за что ни про что на женское тело посадили! А крепление тем временем выглядит совсем некомильфо, за эту рандомную перекладину крючок зацепить не удалось.

Переделываю крепление, сохраняю модель, нарезаю вышеописанным способом, срезаю маленький кусочек шарнира, чтобы проверить его работоспособность. Выглядит по-хеллоуински, а печатается быстро:

Обратите внимание на внутреннюю полость в голове "покупной" куклы. Кроме магнитов, держится на подобии защёлки. Для FDM-печати такая форма неоптимальна -  она потребует хитросплетённых поддержек на обеих частях, плюс ко времени печати и расходу материала, минус к качеству поверхностей, которые должны соприкасаться. Поэтому тут будет прямой срез и две пары магнитов диаметром 3 мм. Можно для надёжности сделать или 3 пары или диаметр побольше, но и так хорошо держится.

С третьего раза получился оптимальный вариант. Прорезь можно было сделать пошире, но крючок и так встал хорошо. Ещё пара тестовых печатей глазницы, чтобы не было щели во внутреннем углу глаза. Белая деталь из PLA слоем 0,24, последняя - из PETG слоем 0,1 под углом 40 градусов, как и будет печататься чистовая модель:

Ещё одна напасть пришла - локальная недоэкструзия в области шва. Вылечилось отключением ретракта при смене слоя:

Часть 3. Слайсинг и чистовая печать

Когда все проблемы устранены, можно наконец-то печатать. Из-за высоты слоя и заполнения печатать будет очень долго, так что расчехляем сразу два принтера. Материал выбрала PETG от ABS MAKER цвета слоновой кости - оттенок более полупрозрачный и "живой", и именно его у меня было две катушки.

Лицевую часть буду печатать на эндере - хоть после замены муфты у кингруна полосы пропали, доверия к эндеру больше. Шов ставлю сзади и разворачиваю модель "лицом к себе", вот так:

Нарезаю слоем 0,12 мм, заполнение 100% и 3 периметра. Сопло 0,6 мм от треугольников. Для надёжности добавляю поддержки под ушами и убираю в отверстиях под магниты:

Крышку нарезаю слоем переменной толщины - от 0,15 снизу до 0,08 вверху, чтобы уменьшить "ступеньку" при скруглении:

Запускаю печать на ночь. На башку 8 часов и 5 на крышку. Наутро есть результат:

Ура, ничего не сорвало, не поплавило и признаков недоэкструзии нет. Только немного недоподдержек внутри крышки:

Есть наплывы в конце печати (слой тонкий, площадь маленькая), да и по оси Z движение не всегла было идеально ровным:

Поддержки снялись легко. За уши переживала, но всё получилось как надо. Все неровности снимутся:

И материал очень красивый, полупрозрачный:

Часть 4. Постобработка и покраска

Теперь настало время для самого (не)интересного процесса. Избавиться от слоёв, при этом сохранив внешний вид материала и эффект литья - задача не самая простая.

нормальному моделисту достаточно того что есть под руками и ногами. а приколюхи просто слегка ускоряют действо (с) KotMakCep

С другой стороны, полировать до глянца не нужно и это здорово облегчает работу. Начинаю со шлифовки подручными средствами, а именно бафиком для ногтей и абразивными губками:

Слои частично заглаживаются, и тут вылазят несовершенства оси Z. Под непрозрачным грунтом это было бы легко скрыть, но тут не получится. Глаза и уши обрабатываю гравёром с шаровидной насадкой:

Получается вот так:

Что-то мне глаза не нравятся, ромбики (декор для маникюра) слишком крупные:

На следующий день нахожу ромбики поменьше, переделываю глаза. Их печатала из PLA esun, роспись гель-лаком с сушкой каждого слоя в уф-лампе:

Затем, вспомнив об увиденном когда-то методе покраски фигурок (картинки уже не найду), решила покрыть всё лицо глянцевым лаком. Суть в том, чтобы скрыть шагрень и избежать белёсого налёта при дальнейшем покрытии матовым лаком. Появляется надежда, что глянцевый лак может заполнить неровности, а матовый потом рассеет слои. Под руку попался лак для эпоксидной смолы PEBEO, но он даёт сильную усадку и поверхность не выравнивает, увы.

Остаётся только последний раз шлифануть губкой на 180 грит, покрыть последним слоем глянца и перейти наконец к интересному. Царапины сильно видны?

Следуя принципу "лучшее - враг хорошего", останавливаю круговорот шлифовки. Пытаюсь вклеить магниты и использованием найденного и напечатанного в тот же день девайса:

Стрёмный суперклей не взял, зато помог дебондер - почистить магниты и забодяжить на нём же PETG-сок, на который все магниты замечательно приклеились. Главное - полярность не перепутать и не пролить дебондер на деталь.

Теперь интересное. Фейсап (faceup) - роспись лица куклы. В качестве грунтовки, закрепителя слоёв и финишного лака используется один и тот же состав - матовый лак в спрее с ярко выраженным частицами. Поверхность должна быть шершавой, чтобы удержать сухую пастель. Самый популярный (и непомерно дорогой) - Mr. Super Clear Flat, в просторечии "клир". Баллончики из строительного магазина не подходят - плавали, знаем. Как раз тот случай, когда приколюха для моделистов - то, без чего невозможно обойтись. Материалы могут быть какими угодно, но без "клира" реально никуда.

Мне повезло найти концентрат в баночке под аэрограф, который гораздо экономичнее в использовании. Развожу 1:1 с родным разбавителем:

Поверхность похожа на наждак, а слои под определённым углом зрения ловятся:

Лак настолько концентрированный, что можно смело разводить 1:2 или даже 1:3 и абразивности будет хватать. Мягкой сухой кистью напыляю порошок сухой пастели. Немного оживляю губы, светло-коричневым затеняю верхнее веко, нижнее оттеняю оранжевым, ориентируясь на боевой раскрас оригинальной модели. Закрепляю тем же лаком:

Клир высох, настало время двух одинаковых симметричных бровей. Прелесть пастели в том, что она поддаётся коррекции до закрепления - легко стирается ластиком-клячкой, и форму можно довести до идеала. Также можно наслаивать пастель для яркого цвета, закрепляя каждый раз. У моей пастели "Сонет" пигментация не ахти, но для минималистичного фейсапа хватает.

Снова закрепляю клиром. Последний слой - акриловая краска, разбавленная водой до консистенции подкрашенной воды, и тонкая кисть. Цвет "сколы" от Pacific 88 - для прорисовки волосков на бровях, рандомный розоватый микс - для внутреннего уголка глаза, чёрно-коричневым подвожу верхнее веко изнутри. Брови часто рисуют остро заточенным акварельным карандашом, мне удобнее кистью. Можно использовать замедлитель высыхания.

Окончательный вариант выглядит так:

Если знать и присматриваться, огрехи 3д-печати видны, но под другим ракурсом могут быть почти незаметны:

Часть 5. Применение

Мужского кукольного тела у меня нет, те модели, что есть в интернете, не нравятся или не подходят, а с моделированием настолько сложного объекта я не справлюсь, поэтому решено дождаться 11 ноября и заказать тушку с алика у того же продавана, у которого 6 лет назад заказывала женскую. Париков тоже нет, волосы заказаны одновременно у двух продавцов и ждут доставки. На помощь пришли товарищи по хобби, нашли тело нужного размера и примерили высокотехнологично изготовленную башку.

Образ неканонический, но результат превзошёл все ожидания. Получился как живой, вроде бы. Не Ляо Хуэй, не Чжун Ли, но живой.

Часть 6. Разные плюшки

Вот сколько тестовых печатей понадобилось. Столбики вверху - это тестирования муфт и настроек шва:

Нормального парика нет, а то, что собралось из почти подручного материала, хорошо выглядит только в ночном режиме. А глаза очень красиво играют на свету, только камера это плохо ловит:

И несколько выводов:

1. Печатать крупных кукол на FDM вполне возможна, сопло 0,6 мм позволяет здорово сэкономить время. PETG не должен будет распуститься по слоям со временем. Конечно, играть в футбол, теннис, бильярд или гольф готовым изделием и оставлять его на солнце не стоит.
2. Нужен принтер с очень стабильной осью Z, чтобы исключить любые заедания, которые могут привести к неравномерной высоте слоя. Дойдут ли у меня руки до модификаций - пока не знаю.
3. Думаю, что обработка парами растворителя должна дать отличный результат. У меня, увы, нет для этого условий, а прозрачное покрытие не скроет слои, только запечатает, как в янтаре. Состав китайского дебондера остаётся неизвестным - растворяет любой пластик, кроме полиуретана, и от средства на основе дихлорметана запах отличается.
4.  Времени играть в геншин у меня нет.
5.  Поэтому буду печатать ништяки из Халф-лайф - на очереди огромный шарнирный хедкраб, тоже на основе игровой модели. Тут совсем мелочуга, и всё пробники с тингиверса.

А для тех, кто дочитал до конца, ссылки на модель:

3dtoday

Thingiverse

Cults3D (а тут и покрутить можно!)

На этом пока всё. Всем стабильной печати, красивых кукол и полезных моделей!