从原子到原子:设计3D打印Gowanus怪物

漫步布鲁克林'怪物被污染的戈瓦努斯运河(Gowanus Canal),使无辜的皮划艇运动员沉没,并抓住了不知情的潮人,将他们拖入深渊。

漫步布鲁克林’怪物被污染的戈瓦努斯运河(Gowanus Canal),使无辜的皮划艇运动员沉没,并抓住了不知情的潮人,将他们拖入深渊。 Gowanus Monster是我为 加粗机,由MakerBot的创始人之一和前首席执行官之一Bre Bretis领导的产品开发研讨会。怪物作为动画的一系列概念证明角色之一完成,所有这些都可以 免费下载。这就是我创建它的方式。

肖恩'的3D打印Gowanus怪物 肖恩’的3D打印Gowanus怪物

大胆的机器对我非常感兴趣 八足动物 设计并责成我设计另一艘潜水艇以适应他们的故事情节。最初,他们想添加一些当地风味,并引用了 第一学期,建于1960年的自制潜艇’由布鲁克林的一家船厂工人制作。从未发布过的当地传说,目前在康尼岛溪中被放逐。他们还真的对拥有某种触手来抓住船只感兴趣。我没有从Quester I那里获得很多设计灵感,而是尝试坚持做一个小手工艺品,并从七lamp鳗中获得了一些灵感。机械臂会折回体内,弹开以抓住船只或财宝。

具有Quester I和Lamprey灵感的版本1 具有Quester I和Lamprey灵感的版本1

他们喜欢它,但想要更像八爪鱼的东西–in fact, 的y wanted 章鱼,但我当时没有’准备放开我的孩子,这将需要大量的工作才能在婴儿床上打印 FDM机。回到绘图板上,我决定创建一个可以和八足动物一样在同一舰队中找到的东西,并基于同一个头足动物–the cuttlefish.

基于墨鱼的版本2 基于墨鱼的版本2

有时我会勾勒出一些东西,而其他时候我会‘sketch’ in 的 3D program – using basic shapes and cramming 的m together to get a rough draft model. The latter was my approach for 的 first version of 的 sub, but for version 2 I did some 草图es. Being such a close cousin to 的 八足动物, 的 design hit home. The first pass at building 的 model was a lot of basic shapes scaled and modded to look right. The propellers, portholes and eyes were borrowed directly from 的 八足动物. The only part that had extensive modeling done at this point was 的 head.

草案很快获得批准,因此我可以进入最终版本,该版本需要分成多个部分才能很好地打印(并适合放在打印床上)。出于打印目的,我知道头部,触手和身体需要分开,然后我意识到为了适应我的视野,需要更多的零件。我想象了通过以不同颜色印刷多件作品来真正定制怪物的外观。因此,舷窗,眼睛,鳍等都变成了单独的部分,可以进行自定义和更好的打印。

多件打印质量和颜色选项 多件打印质量和颜色选项

如何设计和定位打印件的想法很多。例如,半身本来可以是固体,但是那会大大增加打印时间和使用的材料。我把它们做成空心的,但是现在它们不能了’在不使用支撑物将其放下的情况下放下打印件,这使将其空心化的目的无法实现。解决的办法是将它们打印在一端,并通过轻轻倾斜内部凹陷部分来进行打印,而无需支撑。以这种方向打印还可以提高打印分辨率。由于主体的曲率,印刷放下会导致每层的步进效果略小以形成曲线。通过在x中打印最复杂的横截面& y (left to right &在打印床前后轴上),我得到了更好的细节,并且曲率更加平缓,因此在z方向(向上方向)也表现得很好。在 Quicksilver Stereobelt文章.

需要支持vs不需要和更好的细节 需要支持vs不需要和更好的细节

考虑到这一点,螺旋桨壳体与头部分开,因此它们可以垂直打印。由于螺旋桨尺寸小且叶片弯曲,因此需要以低得多的速度打印,因此螺旋桨也被拆除并重新设计。头部是我唯一需要支持的部分’t找出避免这种情况的任何方法。我希望将身体的两半放入头部的颈圈中,这样不仅可以形成一个很好的隐藏接缝,而且可以将身体固定在一起。我决定使用方形销钉将所有零件对齐并固定在一起。但这造成了另一个问题,因为我无法从需要坐在打印床上的平底钉伸出来,而我没有’想要支撑结构以支撑销钉从身体的两半伸出。解决方案是在所有零件中制作插座,并将引脚打印为独立零件。

领销装配 领销装配

现在在增加针座和头部的项圈之间,我有一个很大的悬垂空间,需要大量支撑材料。为了解决此问题,我添加了一些内置支持来支撑一切并允许桥接发生–这只是当打印机跨过带有细丝的开放空间时。从喷嘴出来的塑料是热的和易弯曲的,但不是液态的,因此可以跨越一定的距离而不会下垂太多或破裂。您可以通过以下方式利用此优势 在模型的看不见的部分上使用支撑。桥接可能会有点混乱,但这’s OK since it’看不见。通过添加自己的支架,我可以减少所用的材料和打印时间。唯一需要支撑的位置是插针插座,但是所花费的材料和时间可以忽略不计。头部演示了另一个有趣的用于支持的3D打印技巧。虽然我知道针脚插座是唯一需要支持的位置,但是MakerBot切片软件一直在各处提供支持。

解决方案是在打印床上稍微旋转打印头,从而减少了支撑–但为什么?通常,切片软件将按照其喜欢的方向在其中打印表面,并且对于打印头,将有较大的区域被桥接。为了使桥接整齐,该软件提供了支持。通过旋转头,打印表面的方向保持不变,但是它改变了桥接距离。切片软件认为它现在可以跨越该距离,并且只需在针座下方放置支架即可。根据您所使用的切片软件甚至版本的不同,这会有很大差异。一些软件,例如 简化3D 允许您手动添加和删除支持。

头部轻微旋转=支撑少得多 头部轻微旋转=支撑少得多

在打印许多必须配合公差的零件时,必须正确。令人烦恼的是,根据您所使用的打印机,公差差异很大’重新使用,效果如何’如果在专业机器上进行打印,则在我的家用FDM机器上完成的打印可以完美地契合在一起。它’有点痛苦,但是有时候我会使用不同版本的模型,每个版本都经过调整,可以在不同的打印机上正确打印。对于FDM打印机,对于装配在一起的零件,我通常会以0.2毫米的公差开始,并且在进行一次或多次测试打印后,通常需要对此进行调整。

触手笔直建模,带有关节系统用于摆姿势 触手笔直建模,带有关节系统用于摆姿势

怪物中最具挑战性的部分是触手。我真的很想拥有完全可摆弄的触角,但是时间和预算却不允许这样做,因为它会涉及许多迭代和测试打印,以确保正确。我折衷了四个独特摆放的触角,它们可以卡入并可以旋转以改变姿势。我知道按扣销会很好地解决此问题,而不是重新发明轮子,我使用了由 多产的甲状腺肿 在Thingiverse上可用,并且可以通过知识共享许可获得。

将触手完美笔直建模,然后创建通常用于动画制作的关节系统并将其绑定到模型。这使我可以调整每个关节的姿势以触手。面临的挑战是获得一种动态姿势,该姿势仍然可以轻松打印。再一次,许多版本之后,我有四个可用,但它们仍然是项目的问题子代。我当时使用的切片软件可以很好地打印它们,但是后来有几个版本拒绝打印,但没有出现很多下垂和严重的悬垂现象。简化3D会打印一张单独的纸,但是如果您尝试同时打印所有四张纸,那会很麻烦。

从位置1到位置2的悲伤下垂触手,且悬垂较少 从位置1到位置2的悲伤下垂触手,且悬垂较少

这就是让我发疯的东西。我发现只打印一个外壳(壁厚)就能获得很好的光洁度,但是即使有很多填充物,触手也确实很脆弱。我的最终方法是将触手以一定角度打印,而不是平放在打印床上。我会尽量使其平直以最小化悬垂,然后在最底部使用支撑–最终效果很好。最终,我将返回并重新放置基本模型以更好地打印。

2.5' vs Original 1' 2.5′ vs Original 1′

完成所有打印后,所有零件都可以简单地与销钉装配在一起,大部分无需胶水。尽管Gowanus Monster比他的哥哥Octopod复杂得多,但为实现最佳印刷和组装而设计仍是一个挑战。一世’我非常满意结果,Bold Machines也是如此。最终版本约为13″long and 加粗机在MakerBot Replicator Z18上打印了一个长约2.5英尺的巨大机器。他们还给我送了迷你4″版本印在 SLA机 分辨率为.05毫米(与我的打印机上的.2毫米相比),是我最好的照片之一。和小家伙一样酷,它说明了我们之前谈论的内容。要在SLA机器上进行打印,需要完全重新加工模型,以使它们全都成为一件。

4"SLA以0.05毫米的层分辨率打印。 4″SLA以0.05毫米的层分辨率打印。

如果高瓦努斯怪兽挠你的幻想, 下载并打印自己的 来自Thingiverse。对于那些没有打印机的人,我还有一些工具包 我的Etsy商店。成功打印的一些技巧:

–打印连接销和螺旋桨比正常慢

–尝试稍微旋转头部以减少支撑

–尝试尽量拉直触角,并在底部使用支撑

–尝试一次打印一次触手

–实验触手的壳数

–如果所有其他方法均失败,则打印较直的触手的副本,而不是弯曲的触手的副本。

–下载眼睛插入物以使眼睛具有不同的颜色,’s listed under ‘Remixes’在Gowanus Monster页面上。

享受并穿上’请随时在评论中提问!

评论(5)

5 thoughts on “从原子到原子:设计3D打印Gowanus怪物

  1. 我喜欢你用窗户做的事。长方形的中央窗口代表乌贼’的瞳孔非常好,从工程学的角度给驾驶员(船长?)无遮挡的视野也是有意义的。

  2. 肖恩,您使用什么CAD软件?另外,您将哪些用于支持分析?您确实提到了Simplify3D ..那是您去的地方吗?

  3. 不是CAD,Cinema 4D(多边形建模器)。通过netfabb进行网格修复。当时是使用MakerBot Desktop完成的,此后大部分内容都移至Simplify3D。

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