История одного подарка

Началось все с того, что моего брата вскорости должен был случиться день рождения. Что можно подарить вполне состоявшемуся дядьке на сорока-… [считает что-то в уме]… на сорока-скольки-то летие. Так получилось, что брат мой – священник, служащий в средне-небольшой церквушке на окраине города. Потому, идея пришла сама собой. Работа интересная не только своей способностью порадовать необычным подарком, но и в возможности попрактиковаться в создании подобных проектов. Итак, боевая задача: нужно сделать макет церкви. Исходные данные: 3Д принтер модели FlashForge Creator, бобина ABS пластика, компрессор, аэрограф без опыта пользования оным, неплохой цифровой фотоаппарат и виртуальные часы, отсчитывающие дни, оставшиеся до дня Д.

Воспользовавшись попутностью моего проезда по городу, заезжаю на место и делаю пачку фотографий, зная, что сколько не сделаешь, все равно что-то на них не попадет. В процессе фотографирования натыкаюсь на несколько барельефов. Здесь забегу немного вперед: есть большая разница, делать ли просто модель здания, состоящего из вполне себе плоских стен, или же рисовать сложный рельефный рисунок, который к тому же должен достаточно повторить оригинал, не бросаясь в глаза явлением «из меня неважный скульптор». Масштаб небольшой, но все же.

Прямо на месте вспоминаю, что уже появились облачные сервисы, которые интересными алгоритмами вытаскивают из комплекта фотографий их трехмерный «исходник». Результат: кроме фотографий самого здания я делаю с десяток фотографий одного из барельефов с разных ракурсов для эксперимента.

Я дома, фотографии разобраны, 3DSMax открыт. Теперь надо нарисовать все так, чтобы было похоже. Есть два метода: сделать, прикидывая размеры на глазок, или же, вспомнив, какой я в сути перфекционист, долго и занудно… считать кирпичи. Вы уже догадываетесь, какой метод я выбрал. Одинарная кладка состоит из 250 мм кирпичей, шириной 120 мм и высотой 65, с толщиной цемента между ними в районе 15 мм. Теперь, можно сделать модель не только похожей, но и достаточно аккуратной и точной.

Описывать процесс рисования модели – занятие совершенно неблагодарное, т.к. представляет собой бесконечное тыканье мышкой в сетку, вершины, кнопки, снова в вершины и произнесению непонятных непосвященным ругательств «да какая же долбанутая триангуляция в поликах у макса» и разных задумчивых высказываний вроде «а не отчамферить ли нам этот эдж».

Касаемо моделирования расскажу только несколько нюансов. Попытка получить барельеф из фотографий с помощью автодесковской системы 123D Catch увенчалась успехом с поправкой на небольшие искажения, которые я устранил в самом максе. После изготовления модели во мне снова проснулся перфекционист, который вкрадчивым голосом нашептывал в оба уха: «Ведь ты же делал модель по кирпичам, почему же не нарисовать сами кирпичи, ведь с ними модель станет фактурнее и реалистичнее»… К сожалению, у меня не было достаточно увесистой дубины, чтобы отогнать этого перфекциониста и загнать его обратно, в результате медленно и методична была воссоздана вся кирпичная кладка здания.

Модель готова, пора печатать… Как это все делить?! Мы не можем просто нажать «Печать» (она же волшебная кнопка «Сделать красиво») и получить конечный результат. Размер модели значительно больше размера области печати принтера, к тому же вмешивается множество ограничений этой самой 3Д печати. Купола – самая беспроблемная часть, печатай целиком, но вот все остальное. Пощелкав шестеренками о шевелящиеся извилины, решил печатать отдельными плоскими стенами с последующей склейкой. Описывать долгий и нудный процесс разрезания модели на нужные части сродни описанию самого построения модели в максе, тем более что весь этот процесс в максе же и делался, потому не буду. Результат: есть куча STL файлов, которые… не готовы к печати.

Здесь нужна ремарка. Всю 3д печать можно условно поделить на дизайнерскую и инженерную. Инженерная «печатает» втулки, шестеренки и сложно-угловатые крепления для нового 3д принтера, RC моделей и отломившихся держателей кухонных штор. Большинствотаких моделей делаются в предназначенных для этого программах: SolidWorks, AutoCAD, Компас и куче вполне неплохих бесплатных программ вроде FreeCAD и Google Sketch Up. Большинство этих программ изначально сделаны для того, чтобы создавать адекватные замкнутые поверхности.

Дизайнерский же софт, где результат часто делается из кучи коробочек, сфер и тел вращения и выдавливания, на выходе дает поверхность, состоящую из кучи нарушающих топологию дырок, пересекающихся или двойных треугольников и кучи прочих безобразий, от которых подавится любой слайсер. Усугубляет все сам STL формат файлов, использующихся для печати, который вообще для задуманных для него целей, собственно, подходит слабо из-за изначально кривой структуры. Когда мы говорим о простой и незамысловатой модели, например, того же купола, представляющего собой тело вращения из огибающей линии, проблем нет, но когда же у нас куча кирпичей, торчащих на пару сантиметров из плоской стенки, начинаются серьезные проблемы. Суть этих проблем инженерщики не понимают вообще, т.к. с ними при работе с CAD-системами или не сталкиваются, или же эти проблемы разумно ограничены, а вот дизайнерская печать, кроме редких случаев аккуратно выполненных, например, в ZBrush моделей, натыкается на это всем своим паровозом из миллиона треугольников.

Для решения таких проблем небезызвестная компания Microsoft в целях способствования развитию 3Д печати, выкупила или лицензировала разработанную Netfabb систему, создав бесплатный облачный сервис восстановления моделей и объединения их в единую сетку, требующий лишь регистрации пользователя. Без этого сервиса печать некоторых моделей была бы даже не сложной, а просто невозможной.

Вернемся же к теме. Вся куча полученных STLок прогоняется через данный сервис, после чего она готова к печати. Проводим их все через Slic3r слоем 0.1, оставляем за кадром множество часов печати. Результат:

Теперь же можно вооружиться клеем, надфилем и небольшим запасом среднецензурных ругательств и приступить к склейке. Я не силен в правильных названиях помещений, из которых строится церковь, потому называть буду своими словами.

Первым делом склеиваем помещение под малым куполом. В логике построенной модели оно как раз представляет собой единый отдельный элемент.

Получаем заметный шов на стыке поверхностей, который потом потребует зачистки.

Теперь настает очередь колокольни, стены которой разделены на два элемента для удобства печати, плюс проеденная до щелей в местах большого наклона сомнительным алгоритмом слайсера крыша.

Слайсер имеет настройку, сколько слоев пластика класть снизу и сверху, но это касается только плоских горизонтальных поверхностей, на наклонных почему-то он перестает об этом задумываться, в результате эта поверхность становится тонкой, как шелк, «рвется» уже в процессе печати и потребует шпаклевки до или после склейки. Также, одна из колонн на поручнях выломалась при удалении суппортов, но это мелочи.

Благодаря фактурным кирпичам, результат выглядит очень недурно.

Теперь, одна из самых сложных из-за своего размера частей – помещение под колокольней.

Входную дверь пока не трогаем – она нам понадобится позже, когда мы будем склеивать все здание с цоколем.Склеиваем между собой оба помещения. Ярко выраженный «дырявый» шов на крыше – результат моего недосмотра при разделении модели – я банально забыл сделать небольшой бортик для подклейки этой крыши… Ничего, зашпаклюем.Оставляя за кадром склейку нескольких элементов цоколя, следующей иллюстрацией сразу приведу результат финальной склейки всех «сборочных элементов» воедино. Одним из последних приклеивается упомянутое выше крыльцо – оно расположено на иной высоте, нежели основные «кирпичи» и ставится на уже приклеенный цоколь. При этом колокольня и оба купола лишь приложены на свои места для получения выглядящей более или менее законченной картинки, они будут окрашиваться отдельно, потому сейчас мы их не клеим.

Склейка основных элементов закончена. Теперь пора позаботиться о куче швов, щелей и неровностях на крыше. Для этого берем обычную новоловскую двухкомпонентную шпатлевку для бамперов. Серая паста выдавливается в емкость, туда добавляется несколько грамм отвердителя, смешивается, после чего вымазывается на поверхность и разглаживается резиновым или пластиковым шпателем.

Когда я первый раз работал с этой шпатлевкой, я забыл своевременно надеть резиновую перчатку. В результате, увидев ее перед носом уже после замешивания шпатлевки, я произнес под нос что-то не очень цензурное и потратил целых три минуты на ее, этой перчатки, надевание. Результат, ну вы догадываетесь, да, у шпатлевки уже «вышел срок годности», она уже перестала быть пастообразной, в результате ее пришлось замешивать снова.

Замазываем шпатлевкой:

Шкурим:

Готовимся к покраске крыши. Оклейка всего малярным скотчем. Не стал покупать модельный, воспользовался обычным из хозяйственного.

Теперь оклеиваем крышу и цоколь для покраски стен. Найти «кирпичную» краску не получилось, будем мешать из красного, коричневого и серого.

Результат:

Вышло темновато. Не зная правильного подхода, я замешивал краски, ориентируясь на несколько слоев в Фотошопе и их прозрачность. Выяснилось, что так делать нельзя. Коричневого в такой смеси должно быть очень мало, я же бухнул его туда чуть ли не 50%. Последующая попытка доколеровать красной краской закончилась тем, что эта краска, собственно, закончилось и колеровать стало нечем. Потому покрасил тем, что получилось. Пока будем жить с этим и красить дальше.

У меня было оклеено все кроме стен, теперь нужно «инвертировать выделение». К сожалению, в отличие от Фотошопа, в реале это делается куда дольше – на оклейку всего скотчем уходит уйма времени. Кажется, что прошло 15 минут, ничего подобного – час.

Отдельная история – колокольня. На ней мелкие детали будут окрашиваться кистью, потому оклеивать все поголовно не надо.

Результат:

Средней успешности попытка перекраски кирпичей и склеенный «фундамент»

Зачем было делать дырку в фундаменте? Дело в том, что времени оставалось не просто мало, а очень мало, поэтому я боялся, что просто не успею этот фундамент напечатать. В результате там сделал тонкое плоское основание.

В плане материалов, этот «фундамент» состоит из асфальта, травы и бордюра. Если с бордюром все решается просто – «тупо серый», то как мы делаем асфальт и траву? Трава делалась в последнюю очередь, но и вопрос с ней был решен быстро и просто: зеленая краска плюс оклейка модельной травой красивого салатного цвета. По асфальту же в интернете была вычитана занятная рекомендация: «делайте из наждачной бумаги»… Сказано, сделано. Куплена темная наждачка вроде 320-й, распечатан трафарет дорожек, а дальше приклеиваем трафарет к наждачке малярным скотчем и вырезаем.

Вырезаю... Казалось бы, как тут можно ошибиться, ведь все просто… В результате, смотрю на этот результат, чешу репу.

Зеркально сделал! Смутно догадываясь о чем-то подобном, делал два трафарета и купил два листа наждачки. Немного вспоминая ненормативную лексику, переделываю.

Теперь возвращаюсь на полшага назад, перерабатываю кирпичные стены. Цель: создание расшивки цемента между кирпичами.

Для этой цели используется техника смывки. Известный мне метод смывки заключается в следующем: нужные участки покрываются глянцевым лаком, оставляются на просушку, после чего во все неровности и щели «запускается» жидко разведенная Уайт Спиритом масляная краска, которую часто для простоты продают уже готовой в баночках с маркировкой Wash. После частичного высыхания излишки смывки удаляется кистью, смоченной в том же Уайт Спирите.

Глянцевый же лак перед смывкой наносится с целью защиты основной краски от «работы» растворителя, а также для того, чтобы смывка лучше растекалась. Поверх смывки, т.к. это кирпичная поверхность, обязательно нужно нанести матовый лак, иначе кирпич у нас будет «металлический» из-за блеска.

Моя же проблема была не отсутствии лака, а в уже полном отсутствии времени на всю эту технологическую цепочку. Время уже очень позднее, а вручать подарок надо завтра. В результате, я плюнул на все и нанес смывку «абы как» прям поверх основной краски. Вышло, естественно, не идеал, но лучше, чем полное ее отсутствие.

Повторная покраска крыши:

Время уже сильно заполночь. Покраска «травы» и подготовка к оклейке и покраске «асфальта».

К этому времени мои пальцы были всех цветов радуги, время было уже даже не позднее, а скорее раннее, я питал иллюзии о том, что все-таки пойду утром на работу, на шкафу сушились покрашенные эмалью в золото купола, на столе лежали еще не покрашенные водосточные трубы, потому фотографии последних этапов работы мною уже не делались. Придется сделать лишь их словесное описание.

Минимум полчаса еще только начинавшейся ночи я потратил на «роспись» сильно разведенной краской камней на цоколе, чтобы цоколь не смотрелся, как только что загрунтованный бампер. Так отдельным камням придавался слабый оттенок, отличный от исходного серого.

После приклеивания сделанного из наждачки асфальта, я красил его в различные оттенки серого вначале аэрографом, а потом и кистью. Как можно догадаться, к концу покраски асфальта, от этой кисти остались одни воспоминания – о наждак она стерлась полностью.

Далее, основание было доведено до ума приклеиванием нижней «крышки».

Наконец, склейка всего воедино. Здание почти нормально село на этот импровизированный фундамент, позволяя свести зазоры к минимуму.

Теперь же, два финальных штриха: оклейка травой, представляющая собой быстрое промазывание суперклеем части соответствующей поверхности с последующим засыпанием в несколько подходов модельной травой. Так я прошел по всему периметру, заодно заклеив травой оставшиеся на основании щели, превращая ее таким образом в мох на стенах.

И последнее и чуть не забытое: приклейка мелочей в виде водосточных труб и поручней.

На улице рассвело, по всей комнате беспорядок, всюду валяются кисточки, банки с краской, скомканные обрывки малярного скотча, но все же я успел.

Результат, сфотографированный уже в офисе тем же наступившим днем:

Вечером того дня брат был одарен и в разумную меру впечатлен вместе с гостями, а я задумал сделать подобный, но уже хотя бы как-то коммерческий проект подобного плана, но это уже другая история.