Проект "Летающий медведь"

Приветствую всех читателей портала!

 Итак, на календаре 26 ноября, погода за окном шепчет, а на 3dtoday я увидел конкурс, который стартовал ещё две недели назад!

 Окей, летящий медведь. Я никогда не был силён в скульпте живых существ - для меня это сущий ад. Сколько раз пробовал моделировать людей/животных/монстров, и каждый раз у меня получалось это крайне плохо и процесс скорее был вымученным, чем медитативным. Другое дело - архитектура, технические детали, транспорт. Когда-то я уже применял свой профессиональный навык в хобби, поэтому не стал на этом зацикливаться. Да и от архитектуры, честно говоря, я уже частично устал. Сейчас, на новом витке жизни, меня стали радовать велосипеды, как бы странно это не звучало. Не обычные велосипеды, а именно красивые и необычные вариации исполнения этого классического транспорта. Мне нравится кататься на них, мне нравится восстанавливать и ремонтировать их, мне нравится любоваться ими. Во всём этом есть своя уникальная эстетика, которая так греет моё сердце.

 Я понимал, что тягаться с остальными в моделировании животного просто не смогу, поэтому пусть моделирование медведя в предстоящем проекте будет прикладным. Я сделаю свою интерпретацию темы конкурса, так как могу. Пусть это будет велосипед.

Поехали!

НАЧАЛО. ПОИСК ОБРАЗА.

В гараже у меня был на примете один проблемный (в плане дизайна) велосипед. Когда-то он достался мне практически бесплатно, и я надеялся пустить его на какой-нибудь интересный проект. Schwinn Panther 2011 года. Аппарат хороший по своим ходовым характеристикам, но к сожалению абсолютно не подходит на рост выше 170 см. Он очень нравился моей супруге в эксплуатации, но никак не в дизайне. Собственно, именно она и предложила работать с ним.

 Я давно хотел собрать для неё удобный и безопасный транспорт на зимний период. Мы начали думать, спорить, рассуждать, как это всё могло бы выглядеть. По итогу появилась некая идея:

 Ассоциация возникла именно с белым полярным медведем, который уже сотни лет комфортно существует в суровых северных условиях.

 Зимой холодно, темно. В городе на дорогах либо снежно-грязевая каша, либо бугристые наледи. Можно долго философствовать на тему "А зачем вообще кататься зимой на велосипеде", но это тема отдельной беседы, и явно не для этого ресурса.

 Так вот, учитывая все эти дискомфортные факты, необходимо создать такой транспорт, которые снивелирует все минусы и позволит насладиться поездкой в такое суровое время года.

 В первую очередь - крылья! Да, их не стоит недооценивать в такую погоду. Как-нибудь обратите внимание на грязевую полосу на спине вездесущих доставщиков еды. Это действительно очень важный момент при постройке подобного байка. Разумеется, таких полноценных крыльев нет в продаже, поэтому их надо сделать.

Источником вдохновения стал велосипед из фильма Тима Бёртона "Большое приключение Пи-Ви". Надо признать, это уже не первое моя дань уважения этому режиссёру выраженная в велостроении.

  Вот это крылья! Такие КРЫЛЬЯ и должны быть у моего летающего медведя!

Освещение тоже важно, но я крайне не терплю различного рода пауэрбанки и внешние аккумуляторы. Из-за моей природной лени они скорее всего будут заряжены ноль раз. Поэтому пусть будет классическая динамовтулка. А вот фара должна быть уникальной, под стать всему образу! Подобные решения (свет на переднем крыле) существовали раньше на классических моделях Schwinn, да и не только на них. Выглядит это, конечно, бомбезно:

Из нескольких вариантов мы решили остановиться на строгом полигональном дизайне. Я хотел добавить немного ноток промдизайна классического ар-деко, и такая симметричная, граненая и устремлённая вперёд фигура отлично вписывалась в концепцию. Мы приволокли велосипед домой, отмыли его и приступили к разборке:

(Ранее, для одного мероприятия, я устанавливал на этом велосипеде гибкий неон. Так вот монтажный бутерброд, на котором всё это держалось (клей + силикон) образовали крайне неприятную, липкую и плохо смываемую слизь)

У меня уже был опыт моделирования простеньких велосипедов. Но ни как не с такой сложной геометрией. Я понимал, что для дальнейшего прототипирования мне нужна максимально точная 3d-болванка. Очевидным решением виделось 3d-сканирование.

3D-СКАНИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ

Начал с самого простого - приложения для смартфона. Да, это работало. Но я даже говорить не буду насколько плохо это выглядело. Эти сервисы годятся, максимум, для каких-то крупных объектов без тонких и мелки деталей.

 Когда-то я уже пробовал заниматься фотограмметрией и результат получался вполне себе сносным. Из многих программ мне нравится open-source софтина под названием "Meshroom". Нодовая структура всех этапов работы позволяет очень чутко контролировать и настраивать работу программы.

 Для таких непрофессиональных решений важным фактором является количество и качество фотоснимков объекта. Я не буду вдаваться в детали, но скажу что первая моя попытка сканирования провалилась - ни одной детали велосипеда зафиксировать так и не получилось, в отличие от травы, на которой он стоял и крупного предметов вокруг. Предварительно, я наклеил квадратные маркеры на раму, дабы повысить читаемость, но и это не помогло:

Несколько лет назад я видел в продаже специальные спреи для 3D-сканирования, которые наносились на поверхность модели, приглушая её блеск и одновременно выравнивая текстуру.

 В моём случае, рама была под перекрас, поэтому я просто сбрызнул её матовой белой краской:    (анимация пролёта камеры во время сканирования)

 И это сработало! Не сказать чтобы я получил супер-пупер удобный материал для дальнейшей работы, однако это уже хоть что-то. Основные узлы, изгибы и что самое главное - направления, читаются, а значит я могу вручную достроить недостающие элементы: Сперва я спроектировал сами крылья, с учётом всех изгибов рамы:

Опираясь на модель переднего крыла, я смоделировал и саму фигуру с креплением под фару в виде снежно-ледяной глыбы. По задумке, медведь должен как бы обхватывать передний фонарь, освещая путь. Важным моментом было сделать верхнюю грань крыла горизонтальной относительно других сонаправленных элементов декора, поэтому они должны печататься отдельно, и вклеиваться "по месту". Также, я собирался заменить переднюю вилку на более красивую и функциональную, что тоже нужно было учесть при проектировании переднего крыла. Хотя, я конечно же допустил ошибку - не правильно запроектировал выемки для полного и корректного хода рычага при амортизации, поэтому во многочасовую печать ушла модель с ошибкой. Впрочем, я это исправил на следующем этапе.

ПЕЧАТЬ И СБОРКА

На печать всех элементов проекта у меня ушла примерно одна неделя. И это с учётом того, что большую часть деталей я гнал на своим старичке Prusa BiZon с 0.8 соплом.

Основной объём я решил печатать из PET-G пластика, потому как основными требованиями для меня были:

 - химическая устойчивость (смазки механизмов и соли не должны наносить вред изделию);

- высокая ударопрочность и отличная межслойная спекаемость (при постоянной эксплуатации ничего не должно давать трещин);

- низкая термоусадка (я понимал сколько деталей пазла мне пришлось бы собирать, нужно чтобы они хорошо сходились).

 Первичное соединение деталей осуществлялось на суперклей с активатором - крайне удобная штука, когда нет времени ждать. Но сам по себе суперклей не совсем подходит для таких нагрузок, поэтому швы нужно укреплять.  В отсутствии проволоки, я нарезал из советских скрепок (наследие студенчества) небольших с-образных скоб, которые при помощи разогретого паяльника вплавлял во внутреннюю поверхность пластика:

 Затем, сам шов тоже был пропаян. В роли присадочного материала использовал остатки юбки от печати.

 Таким образом мы усилили наше клеевое соединение. Для теста я разломил небольшую детальку - лопнуло не по шву, что радует. Однако, я понимал что температура эксплуатации предполагается довольно низкой, а пластик при таком раскладе может стать хрупким и пойти трещинами. Необходимо было как-то подстраховаться от этой неприятности, и мне ничего в голову не пришло лучше, чем внешнее армирование.

ПЕРВАЯ КРОВЬ (ПЫЛЬ), НОВЫЙ ОПЫТ И НОВЫЕ ИДЕИ

Изучив разные форумы, а также потеребив немного знакомых, я пришёл к решению, что буду использовать связку: эпоксидная смола + стеклоткань. Вернее, стекловуаль, ведь она гораздо тоньше стеклоткани, и в принципе неплохо справляется в роли армирования хрупкой эпоксидки.

 Если смола для проекта была самая распространённая - ЭД-20, то отвердитель для неё был уже более хитрым - ЭТАЛ 47F5. Вся его прелесть в быстрой скорости желирования. Если не уметь с ней работать, то это может стать недостатком - смола в объёме более 100-150 мл стремительно закипает, поэтому наводить нужно по чуть-чуть и работать в быстром темпе.

 Вариант с полиэфирной смолой я сразу отбросил, потому как понимал, что работать придётся скорее всего прямо дома (на улице, а значит и в гараже, к этому времени уже был уверенный минус), а дышать парами стирола не особо-то и полезно.

 Предварительно, необходимо зашкурить все отпечатанные детали, нанести адгезионную риску, так сказать:

Мы отгородили себе небольшую зону прямо в комнате коммунальной квартиры, фактически уголок, щедро застелив его плёнкой, и приступили к нанесению стеклоткани со смолой на поверхность отпечатанных изделий. Сам процесс по причинам грязных рук и ритма работы в стиле "Аа-а-ааа! Намазывай, скорее, она уже теплеет!", к сожалению, практически не был зафиксирован на фото. Однако, на утро, мы имели уже засмолённые детали, которые теперь, предстояло зашкурить.

 Потёки, наслоения стекловуали и прочие прелести необходимо было вывести в ноль. Работали мы, разумеется, всё в той же комнате, от чего все поверхности в доме покрылись мелким белёсым пылевым налётом. И можно сказать, что в какой-то степени благодаря этому, появилась ещё одна задумка.  Здесь я выражаю благодарность своему коту за идею :)

 Небольшая деталь, но такая милая и функциональная - чтобы подножка велосипеда не тонула в снегу, я решил сделать на её конце небольшое расширение в виде медвежьей лапы, которая к тому же будет ещё и оставлять небольшой характерный след на снегу!

 Её я печатал уже из чёрного угленаполненного Total CF-5, далее, вы поймете почему ;)

После вышкуривания, и затирки изъянов автошпаклёвкой, мы покрыли всё финальным слоем смолы, потому как в некоторых местах поверхность сошкурилась до пластика. Если переднее крыло залилось в хороший глянец:

То вот заднее начало собираться небольшими островками оставлять проплешины на поверхности: Это была наша ошибка связанная с тем, что мы во всей этой суматохе просто-напросто забыли обезжирить поверхность.

По задумке, заднее крыло-кофр должно было состоять из двух частей, и монтироваться на велосипед через специальные проставки, закреплённые на подседельной трубе:

Однако, решено было отказаться от такого способа монтажа, ввиду того, что получить красивое примыкание двух поверхностей было бы очень тяжело - требуется состыковать да ребра таким образом, чтобы зазор был ровный и не ходил ходуном в процессе эксплуатации. Поэтому часть крыла не отпиливалась целиком, а делался лишь надрез с одной из сторон.  После того как финальный слой смолы окончательно застыл, всё нужно ещё раз вышкурить, но уже более мелким абразивом. Закончить лучше на 320 номере абразива, поскольку поверхность к этому моменту уже должна быть готова к следующему этапу.

ПОКРАСКА

На календаре уже 7 декабря, паника медленно, но уверенно охватывает разум двух окончательно отчаявшихся юных велостроителей.

 Обычно, я сам занимаюсь малярными работами, но в этот раз в гараже планка температуры упала до -23 градусов, и не то что краску, я даже скотч нормально наклеить не мог в такую холодрыгу. Честно - я обзвонил мастерские, написал всем знакомым, создал задание в интернете, искал даже вариант с арендой покрасочной камеры. Всё впустую! Из-за выпавшего (ну наконец-то) снега, непереобутые автолюбители завалили все автосервисы подарками на день жестянщика. Нигде мне не хотели красить велосипед за 1-2 дня. Конечно меня бы очень спала порошковая окраска, где в течение дня можно получить готовое окрашенное изделие, если бы не печатные детали в моём проекте. Да и рама велосипеда была уже покрыта вторым слоем порошка предыдущим владельцем, а это технологически неправильно, и нужно всё снимать, что заняло бы ещё 2-3 дня работы.

 Изучив вопрос окраски поверх порошка, я понял что красить можно всё что угодно, главное - подготовить поверхность.

 Для работы я использовал следующую связку материалов (слева направо):

 - грунт по пластмассе;

- базовая эмаль белого цвета;

- двухкомпонентный автомобильный акриловый лак.

Особенность нанесения этого грунта в том, что он не должен успеть полностью высохнуть. Он образует как бы клеевой связующий слой между полимерным-пластиковым покрытием и базой.

Да, вы всё правильно поняли, мы действительно отчаялись и...

...построили покрасочную камеру прямо у себя дома.

Да, герметичную. Да, с подогревом и вентиляцией. Да, дендро-фекальным методом.

В роли стойки - старый стеллаж из джокер-труб, разобранный и переделанный под текущие нужды. Кстати, оказался весьма удобным, потому как все детали не жёстко зафиксированы, а имею возможность двигаться/вращаться при необходимости, к примеру, когда из зоны нагрева инфракрасного нагревателя, нужно убрать пластиковые детали.

Красили по технологии "мокрое по мокрому", таким образом можно сильно сэкономить на времени, ведь по сути время застывания будет зависеть только от застывания последнего лакового покрытия. Вообще, это отдельная и довольно ёмкая тема, поэтому если кому интересно более подробно, советую ознакомиться с этим роликом, где очень грамотно и профессионально объясняются нюансы этого дела.

Весь процесс покраски занял около четырёх часов, и по прошествии этого времени мы наконец вышли из импровизированной камеры, а детали оставили внутри на просушку ещё на 12 часов.

МЕДВЕДЬ НАЧИНАЕТ ОБРЕТАТЬ ФОРМЫ

Пока супруга осталась дома спицевать колёса,

 я поехал на поиски недостающих велодеталей по всем магазинам города, аки Шурик из Гайдаевской комедии. Заодно, заехал в промороженный гараж и на скорую руку изготовил части стойки переднего крыла.

 В зимнем велосипеде желательно избегать простой оцинкованной стали ввиду её плохой стойкости к коррозии, поэтому крепления я изготовил из кузовных нержавеющих шайб, которые припаял к нержавеющей трубке латунным припоем.

Флюс смывал классическим кипячением, на классической кухне классической коммуналки:

 Весь декор переднего крыла, это такой себе бутерброд из айсберга, медведя, фары и собственно самого крыла, соединяемых болтами через стойку:

В лапы медведя и айсберг были заложены переходные удлинённые гайки, а в нос айсберга - две металлические петли. Небольшая хитрость, применяемая мной ещё со времён ремонта гитар: когда нужно было вклеить отвалившийся от колка пластиковый бутон, то внутрь пластиковой детали капался суперклей, а вживляемая металлическая деталь разогревалась на огне. Таким образом суперклей моментально полимеризуется и как бы вплавляется в пластик изнутри образуя неразборное прочное соединение.

В роли дополнительных задних стоек я применил евро-подвесы для потолка, приобретённые в ближайшем строймаге. Они прикрепляются при помощи небольших, распечатанных из армированного пластика GFmax, петелек. На них нет как таковой нагрузки, поэтому применение крутого пластика - чисто моя перестраховка. Жена во всю уже шьёт грипсы для руля, и тёплый чехол на седло:Помните ту штуку для стойки велосипеда в форме медвежьей лапки? После сошкуривания покрытия, которое, к слову, со временем в любом бы случае стерлось само по себе, проявился тот самый чёрный цвет! Радуюсь этой фиче, как ребёнок :)

ПОЛЕТЕЛИ!

Итак, на часах 10 утра, позади сутки без сна, бесчисленное количество потраченных нервных клеток, литры выпитого кофе и недюжинный приобретённый опыт. А главное, он:

Проект "Летящий медведь" во всей красе! Если приглядеться - лапы медведя слегка не достают до поверхности фары. Это необходимая мера для регулировки наклона освещения.

Благодарю за внимание всех, даже если не читали, а просто смотрели картинки. Эта заметка - набор сумбура, состряпанный на коленке в последнюю ночь перед финалом конкурса. Заметка, скорее, для меня самого, чтобы с улыбкой вспоминать это время. Это было то ещё испытание, и я рад, что оно закончилось. Всем успехов!

P.S. Возможно чуть позже на этом велосипеде появятся цировки/пинстрайп, подогрев седла и собственный номерной знак! А ещё, надеюсь, прикатить его на 3dtoday Fest, когда наконец вся эта нестабильщина с короной закончится.