Beyond 3D printing: Orzeł Biały

Choć druk 3D to poważna i skomplikowana technologia przemysłowa, na świecie nie brakuje takich, którzy wykorzystują ją do celów stricte rozrywkowych bądź artystycznych. Trzeba jednak zwrócić uwagę, że w większości przypadków do stworzenia naprawdę wyjątkowego dzieła zostają zaangażowane tylko profesjonalne i drogie technologie pokroju SLS czy SLA, co najlepiej widać w pracach słynnej Iris van Herpen. Jeśli chodzi o najpopularniejszą i najbardziej dostępną technologię druku 3D – czyli FDM, tutaj możliwości stworzenia czegoś naprawdę wyjątkowego są ograniczone samą technologią oraz stosowanym materiałem. Plastik – czy to ABS czy PLA, wymagają po wydrukowaniu złożonej obróbki aby uzyskać prawdziwie satysfakcjonujący efekt. Chyba, że projekt już w sam sobie jest na tyle zjawiskowy, iż niedoskonałości druku 3D schodzą na dalszy plan… Takim projektem jest bez wątpienia gigantyczny Orzeł Biały autorstwa Monkeyfab.

Warszawski Monkeyfab należą do grona nielicznych, prawdziwych artystów FDM. Choć na co dzień w pocie czoła zajmują się produkcją i ciągłym udoskonalaniem swoich drukarek 3D PRIME, wystarczy tylko zajawić im jakiś fajny pomysł, a oddają mu się bez reszty. Nie zaniedbują przy tym bynajmniej swoich bieżących obowiązków – po prostu rezygnują z innych rzeczy, np. ze snu. Orzeł Biały – godło państwowe Polski wydrukowane w całości na drukarkach 3D w imponującym rozmiarze 1,5 metra wysokości, był jednym z „tych” pomysłów.

Wszystko rozpoczęło się na początku września, gdy opublikowałem artykuł o planach wydrukowania na drukarkach 3D największego herbu Ukrainy. Nasz stały czytelnik – a od niedawna również redaktor, Łukasz Czuba, podsunął nam na Facebooku ciekawą myśl: dlaczego mielibyśmy być gorsi od naszych wschodnich sąsiadów? Może warto byłoby spróbować osiągnąć coś jeszcze bardziej okazałego? Po krótkiej rozmowie z Anną, wymyśliliśmy, iż skoro Ukraińcy planują druk 3D swojego godła na wysokość 120 cm, my wydrukujemy naszego Orła Białego jeszcze większego – dokładnie na 1,5 metra! Do współpracy zaprosiliśmy Piotra i Pawła Twardo z Monkeyfab, którzy zgodzili się podjąć kompleksowej realizacji zadania. Wkrótce okazało się, że projekt jest dużo bardziej skomplikowany niż mogło nam się wszystkim wydawać i zaangażowanych do niego zostało dużo więcej osób…

Realizacja projektu składała się z 4 etapów:

• skanowania 3D rzeczywistego godła państwowego
• obróbki skanów i wygenerowania na ich podstawie modelu 3D nadającego się do druku 3D, a następnie „pocięcie” go na elementy mieszczące się na stole roboczym drukarki 3D (Orzeł o wymiarach ok. 1,5 x 1,5 metra jest zdecydowanie zbyt duży jak na możliwości drukarek 3D Prime, których obszar roboczy wynosi standardowe 20 x 20 x 20 cm)
• druku 3D wszystkich elementów Orła
• złożenia wszystkich elementów w całość.

Etap pierwszy nie stanowił większego problemu. Zeskanowano 30-centymetrową mosiężną replikę godła, uzyskując siatkę liczącą ok. 90 mln trójkątów. I to już okazało się poważnym problemem – większość programów 3D do modelowania przestrzennego odmawia współpracy już przy dużo mniejszych obiektach. Po wstępnej optymalizacji zespołowi Monkeyfab udało się zejść do wielkości 10 mln trójkątów, ale to wciąż nie dawało satysfakcjonujących rezultatów. O pomoc zwrócili się do firmy CGWisdom, specjalizującej się w pracy na programie 3D Studio Max. Do przetworzenia modelu 3D zostały użyte algorytmy z pakietu Sidefx Houdini, dzięki czemu uzyskano charakterystyczny, poligonalny kształt. Tak opisuje to Piotr Twardo, współwłaściciel Monkeyfab – „zależało nam na stworzeniu rzeźby nowoczesnej, nadaniu Orłowi wyjątkowego charakteru, uzyskaniu niepowtarzalnej tektoniki bryły (…) Najlepsze efekty dało przetworzenie jednej z wersji modelu używając algorytmów z pakietu Sidefx Houdini. Uzyskaliśmy siatkę o oryginalnym charakterze, cyfrową syntezę godła Polskiego. Pozostało podzielić bryłę na elementy mieszczące się na polu roboczym PRIME 3D, drukarek naszej farmy drukującej.„

Mając zoptymalizowany obiekt, zespół przystąpił do „cięcia go na kawałki„. Najprostszym rozwiązaniem było pocięcie modelu na kilkadziesiąt równych kawałków o rozmiarze 20 x 20 cm. Niestety efekt końcowy byłby mało reprezentatywny, dlatego Monkeyfab postanowił utrudnić sobie pracę, dzieląc Orła na 91 zróżnicowanych elementów, wynikających z geometrii bryły. Prace projektowe zajęły aż tydzień!

Gdy projekt został ostatecznie ukończony i udało się wygenerować 91 plików STL zamienionych na 91 gcode`ów, Zespół przystąpił do drukowania. Orzeł Biały był drukowany non stop przez 8 drukarek 3D. Czas druku 3D jednego elementu wynosił średnio 5-10 godzin! W produkcji użyto 11 kg białego PLA z Plastspawu oraz 1 rolkę złotego PLA z Orbitechu. Wydrukowane elementy zostały przytwierdzone do sklejki frezowanej numerycznie. W montażu pomagali koledzy z Kombi 3D, współpracujący również z CD3D w zakresie szkoleń z druku 3D.

Ostatecznie projekt udało się ukończyć dosłownie dzień przed targami 3D Show, jakie odbyły się w miniony weekend w Warszawie. Orzeł Biały wywołał prawdziwą furorę i okrył sławą jego twórców. Praca jaka została włożona w ten projekt była tytaniczna i zajęła równy miesiąc czasu. Jesteśmy niezwykle dumni z faktu, iż mogliśmy w choć niewielkim stopniu uczestniczyć w tym projekcie i sprawić, że ujrzał on światło dzienne. Projekt Orła Białego jest spektakularny i dołożymy wszelkich starań, aby już wkrótce usłyszał o nim świat! Czyż jest lepszy pomysł na promocję rodzimej branży druku 3D, niż przez wydrukowane na drukarkach 3D godło państwowe…?

Źródło: www.monkeyfab.com