Home 创客 徒手摘月计划之制作月球高清缩微模型
徒手摘月计划之制作月球高清缩微模型

徒手摘月计划之制作月球高清缩微模型

0
2

和大多数业余天文爱好者一样,当我拥有第一台双筒望远镜时,我就把它对准了月亮,并被它深深地吸引。

一个偶然的机会,我得知有个叫做路飞的天文大牛正在用油泥手工雕刻月球。我被他主页上发布的各种精致的月球照片迷住了,让我想起电影《卑鄙地我》里面,被缩小灯照射过的月球,小到可以在手中把玩,那一幕一直让我神往。所以我迫不及待地联系了这位同行,但他却告诉我手头已经没有存货,下一次制作计划又因为眼下的忙碌工作而遥遥无期 ,我极为失望。

01

我拍摄的月球

02

路飞雕刻的月球

我也喜欢雕刻,但是离路飞的水平还差得很远,我的工作是游戏开发。有一天我看到一位同事正在用软件雕刻地形,脑子里突然浮现出月球的地表,于是一个想法油然而生。我立即上网寻找,并且欣喜地发现网上不乏各种高清的月球贴图,甚至还能找到月球的高程图。所谓高程图,就是用黑与白来表示月球表面各个地点的海拔,这对我要做的事情来说太重要了。我立刻向我那位同事请教如何建模,很快便在电脑上做了一个基于真实数据的月球三维模型。

03

月球贴图

04

月球高程图

05

月球模型

接下来便是上淘宝,没错,寻找3D打印的供应商。在此之前我对3D打印一无所知,但是调查一番之后,我认识到我需要先确定打印的材料。目前3D打印材料概括说来有塑料、石膏以及树脂,其中精度最好的是树脂,最差的是塑料,但是树脂无法打印颜色,这一点不如石膏。所以权衡之后,我选择了全彩石膏打印,因为它的材质更接近于月球地表,颜色也可以自动打印出来。我联系了一家比较知名的打印店,他们接的生意基本都是人物模型或者教学课件,打印月球还是头一次遇到。

所以遇到很多坎坷。

首先是模型的问题,打印软件导入我提供的月球模型之后, 报出了一堆错误,后来我另存了一次文件,这个问题解决了。 其次是厚度问题,要打印的月球实际上是一个直径15厘米的空心球,第一次打印的时候厚度定为2毫米,但是刚打印完就碎掉了,只好再加厚1毫米重新打了一遍。

最后是工艺问题,石膏在打印的过程中会产生很多粉末,由于月球是全封闭的,所以如果不加处理,这些粉末最后会被包裹在月球内部。所以在打印之前必须先设计好一个洞,等到打印结束倒出粉末后再把这个洞给补上。这是最头疼的一个问题,因为供应商对月球表面的特征完全没有概念,所以他们在了月球正面的风暴洋上,以哥白尼月坑为中心开了一个大洞,理由是那里比较平整!之后补洞的时候又没有调好角度,结果哥白尼月坑比实际的角度偏差了90度之多!所以第二次打印的时候,我便提前找了东海作为开洞的地方,反复和供应商确认,并最后叮嘱一定由我亲自来粘合这个洞口。这样才打印出一个相对满意的月球,直径15厘米,成本2000元。

06

月球打印后的成品正面

07

月球打印后的成品背面

我把打印好的月球捧在手里,却不知我的摸索历程才刚刚开始。

全彩石膏打印虽然自动成色,但是石膏的精度实在太差,打印的层纹也非常明显,这对追求细节的我来说,是不能接受的。况且这样打印的月球成本太高,无法造福于其他天文爱好者,所以我决定寻觅一条可以实现量产的途径。

首先我要解决模具的问题,所以接下来我研究了如何用硅胶开模。开模之前我必须要有一个母模,也就是用来制模具的母体。我联系了另一家3D打印店,以相对低廉的价格打印了一个直径10厘米的月球,材质是光敏树脂。光敏树脂的优点在于精度可达到0.1毫米,而且硬度也比较高。

同时我调查了很多关于硅胶开模的教程,逐步置办相应的材料:用来做容器的拼插积木,用来做模具材料的透明硅胶,硅胶固定剂,开模用软油泥,以及凡士林、开模器等等。基本步骤如下:先用积木搭建一个足够容纳模具的方形容器,然后把月球放进去,月球下半球用油泥封住,露出上半球,然后浇灌硅胶制阳模,凝固后再反过来制阴模,最后两个半模一扣就是模具。

貌似简单的几句话,做起来却非常复杂。比如模具的厚度多少为宜,厚了浪费材料,薄了容易变形;两个半模的分模线如何选择,这决定了后期成品的加工难度;硅胶和固化剂如何混合以及如何搅拌,这决定了硅胶是否能够按照期望固化;还有浇铸口的位置如何选择等等。我来回摸索了好多遍,也参考了专业人员做的模具,这才掌握了其中的一些技巧。

有了模具,就可以翻模了。我一共尝试过三种材料:透明树脂、透明树脂混合荧光材料、石膏。由于 树脂制作过程中会挥发有毒气体,为了家庭的稳定,我请人代工,而我则亲自尝试制作了石膏月亮。石膏分很多种,我选用的是高硬度石膏,成品非常硬,摔不碎,划不伤,一改以往我对石膏的偏见。只不过石膏和水的混合比例很难掌握,如果按照说明书上的4:1来混合则非常粘稠,流动性非常差,无法在我的模具里浇铸。所以我相对增加了水的成分,差不多为2.5:1。石膏作出的月球非常有质感,而且握在手里也很有分量。

08

石膏月亮

最后,是我最纠结的一道工序,涂装。

这个问题始终缠绕着我,一直到现在 。

首先我尝试了手涂。水彩、油彩、彩铅、模型漆、马克笔都试过,甚至还有描线用的针管笔,以及绘制小型环形山用的空心针等等。颜料无非是水性和油性两种,水性的无法覆盖,而且笔触明显,但是安全健康;油性漆可以覆盖,而且干得快,但是有剧毒,我试过君士漆和珐琅漆,工作的时候必须要带着防毒面具,最后为了家庭的稳定,我放弃了油性漆;油画彩也试过一次,但是因为颜料总也不干,所以动用了吹风机,结果把打印的树脂月球给吹爆一个;彩铅的优点在于可以更好的掌握色彩过渡,但是缺点在于着色太差;马克笔的优点在于笔触很细,对于直径只有10厘米的月球来说,可以充分绘制环形山的细节,但是缺点也很明显,无法涂过渡色。总之手涂的难度很大,而且费时费力,我继续寻找是否更好的自动化涂装方案。

喷油模。行业内普遍的做法是制作一个喷油模,比如一块铜片,把需要上色的部分镂空,用它盖住模型后喷漆。我知道现在有一种叫做蚀刻的工艺,可以镂空很精细的图案。但是询问了几家之后发现他们都只做平面蚀刻,没有提供曲面的服务。我也想过干脆3D打印一个喷油模算了,但是想想如果要镂空若干环形山,那么喷油模一定会像网一样,我回想起曾经打印失败的一个塑料月亮,失败的原因是受热后软掉了,可想而知这个满是镂空的网状怪物的下场也好不到哪里去。所以结论是喷油模不可行。

转印。如果能够把电脑里的贴图通过某种方式印到月球上,那会比全彩石膏打印的效果还要好。目前转印的工艺有几种:水转印、热转印、冷转印、平面油印、平板打印等。水转印类似于我们小时候玩的纹身帖,现在又广泛被模型行业所用,就是把一张印有颜料的水溶性纸盖在需要印的物品上,然后用水把那层纸给溶掉。这种操作需要速度和准确度,而且又是在水下作业,所以很复杂。我要印的是球面,而且是拼接,想想之后我决定放弃。热转印是先把印帖给贴上,然后用转印机高温着色,我调查了热转印机,发现没有支持球面加热的功能,所以这条路也不行。冷转印和水转印有一点类似,区别在于不用水,但是仍然要求操作的准确度,需要一次成功。考虑到无论如何我都需要在平面纸张上打印瓜皮图后通过剪切拼接到球面上,这若干次对缝拼接我不可能全部都一次成功,所以这条方案也放弃。平面油印和平板打印都是曲面印刷的方案,比如印手机壳、杯子等,不适合我的全球体打印。所以和喷油模一样,转印也不可行。

但是转印让我想到了另一种方案,不干胶。首先写一段程序,把月球贴图转成瓜皮图,然后打印在一张透明不干胶纸上,再把每条瓜皮剪下来拼贴在月球表面,最后用吹风机吹一下,让不干胶贴紧月球的凹凸地表。由于用的是真实的贴图,所以比手涂效果要好得多,而且操作起来比转印也要简单得多。但是缺点也很明显,不干胶有明显的对缝线,而且像塑封一样贴在月球表面,质感大打折扣。

09

瓜皮贴图

有一天我偶然在网上发现了一个叫做画蛋机的东东,着实让我兴奋了半天。它是一个不大的装置,可以安装一个鸡蛋,一支笔。电脑将经纬数据序列发给画蛋机后,鸡蛋会沿着经度转动,笔则沿着纬度移动在鸡蛋上绘制图形。画蛋机本来是发明用来画圣诞彩蛋的,但是却让我眼前一亮。虽然最后发现这东西对我其实并没有什么卵用,因为月球太沉,而且不是正圆,但这让我看到了希望。想象一下,若干个画蛋机上,马克笔繁忙地运动着,将月球表面的大小细节原原本本地绘制在凹凸不平的月球模型上,那该是多么美好的场景啊。

总之,在这么多尝试之后,我还是回归了手涂的方案,毕竟寻觅自动涂装的路长期而艰苦,至少画笔可以让我随心所欲。也许有一天科技的发展会让全彩石膏打印又精准又便宜,没有层纹,而且十分精致。等到那一天,画月亮就纯粹只是为了艺术。

10

透明树脂月亮

11

荧光月亮

  1. רּ开户送88元רּ 新东泰娱乐 永利娱乐城 澳门百乐门 立即博 金沙娱乐城 首页 梦幻娱乐城 欧凯娱乐城 118T。NET