3D tisk - zakázky a vlastní projekty
Kabina Tatra 138
2021-04-01: Kabina pro Tatru 138

Cesta k realistickému a přesnému modelu kabiny pro Tatru 138 byla dlouhá. V této reportáži se ji pokusím zpětně dohledat a popsat.
Na úvod si neodpustím poznámku – dosud jsem neviděl žádný model kabiny Tatry 138, který by byl tvarově věrný – což ostatně platí o všech modelech vyráběných individuálně ručně i sériově, z papíru, plastu i kovu. Tvary tohoto sochařského díla jsou natolik specifické a komplexní, že je podle mého názoru člověk okometrickou metodou nedokáže správně replikovat. Takovou chybu jsem nechtěl udělat, proto jsem hledal postupy, jak udělat model kabiny zcela věrný, za který bych se po letech nemusel stydět.
2002: 3D studio MAX R3

První pokusy jsem zkoušel ještě na vysoké ve školním 3D Studiu MAX R3. Pamatuju si, že mě tehda naštvala jeho neschopnost správně exportovat formát VRML97, což mě donutilo zahájit vývoj svého vlastního 3D editoru pracujícího právě nad VRML97. Přibližně po 2 letech vývoje jsem komerční 3D modelovací nástroje opustil (ještě před odchodem z fakulty) a všechny své modely dělal ve svém editoru, který jsem nadále vylepšoval. Ostatně, používám a vyvíjím jej dodnes, což je výhodou a prokletím zároveň. Na jednu stranu mi umožňuje zdokonalovat se v C++ a Qt a implementovat funkce a postupy, které osobně považuji za důležité a potřebné, na druhou stranu už nejsem schopen (ochoten) dnes pracovat v softwarech typu Fusion360 nebo Inventor, neboť jsou cíleny na úplně jiný způsob tvorby 3D modelů, než používám já sám.
Ale zpět k Tatře 138. Dohledal jsem pár screenshotů, které posloužily jako semestrální práce na téma mapování textur.
t138_0.jpgt138_1.jpg
Jistě uznáte, že tvary nebyly dokonalé.
2007: Tvar kapoty Tatry 148

Jednou ze zajímavých funkcí jsou i řezy objektem. Zde první pokus s vrstvením materiálu (tehda jsem ještě o 3D tisku vůbec nevěděl) – pokusná kapota Tatry 148.
PB110104.jpgPB110105.jpgPB110106.jpg
2009: Kolín 2009

Přelom v řešení nastal v roce 2009, kdy se objevily první dostupné softwary schopné dělat aspoň point cloud (shluk bodů) ze 2 fotek. Předlohou mi stál lanový bagr na srazu historických nákladních automobilů v Kolíně.
P6070085.jpg
jaro 2010: Point clouds

Složit dílčí point cloudy do jednoho kusu (aby měly vzájemně shodné měřítko a orientaci) byla docela dobrodružná operace. Postupně jsem si vyvíjel funkce, které něco takového umožňovaly. A na jaře 2010 vznikla první trojúhelníková síť na základě 3D rekonstrukce skutečné Tatry. Dlužno podotknout, že point cloudy vyšly moc pěkně a poprvé jsem objevoval tvarová specifika kulaté kabiny Tatry 138.
P3130001.jpgP3130002.jpgP3130003.jpg
Zíral jsem jak vrána na dílčí rádiusy oblouků a proporce. Mnohokrát jsem zpětně analyzoval zdrojové fotografie, abych se přesvedčil, že počítač se nemýlil. Byla ovšem také místa, která nebyla pokryta body dostatečně a tam jsem zatím tápal – bylo potřeba ulovit více aut s větší přesností fotek.
Přesto koncem března 2010 stála Tatra 138 na všech kolech ... ve virtuální realitě samozřejmě :) . Základ modelu byl hotov...
P3290001.jpgP3290002.jpg
Hned jsme začali vymýšlet, jak by se dal 3D model převést do hmatatelné podoby. Jednou z variant bylo i rozvinutí 3D modelu do roviny (do podoby papírového modelu) a vytvoření jednotlivých dílů z plechu. Zkoušel jsem rozdělit kapotu na několik dílů, aby se dala vyklepat z plechu. Toto řešení se ukázalo jako možné, ale velmi pracné – dílů mělo být asi 7 a to ještě bez masky. Mnohem více se mi líbila varianta výroby kopyta a kapotu z něčeho odlít.
podzim 2010: Fyzický model

Koncem září 2010 jsem pokročil s dolaďováním 3D modelu. Ovšem čím více jsem se blížil dokončení kabiny, tím více nových a neuvěřitelných detailů jsem objevoval. Věděli jste například, že zadní stěna není kolmo dolů, ale je podseknuta směrem vpřed? Zlom se nachází cca 30cm pod zadním oknem. A rozhodně to nevypadalo jako chyba foceného autobagru – je to tak navrženo z výroby.
Nebo třeba že dveře nejsou zevnitř rovné, ale jsou "do vrtule"? Nechápal jsem, jak počítač dokáže z fotek takové nuance vyčíst a ještě víc, jak někdo dokázal tohle v padesátých letech nakreslit, aby to někdo převedl do matric lisu jednotlivých dílů.
Dříve jsem si myslel, že Tatra 87 je nejkulatější, co kdy v Kopřivnici vzniklo. Tatra 138 jí ovšem zdatně sekunduje – na kabině T138 není rovného vůbec nic, snad kromě skel ve dveřích.
srpen 2012: Pixar a OpenSubdiv

Podařilo se mi skloubit všechny podklady, které jsem sehnal. Byl jsem přesvědčen, že kabina bude dost věrná. Najednou to začalo celé vycházet :) .
Pořád jsme pracovali s variantou vyfrézování "kopyt" pro jednotlivé díly na CNC. Prvně jsme také začali zvažovat variantu 3D tisku.
Pak se stalo něco neuvěřitelného – studio Pixar publikovalo veřejně svou knihovnu OpenSubdiv , s jejíž pomocí vytvořili animovaný film Brave (v češtině Rebelka). To byla poslední věc, která mi do skládačky chyběla. Jistě jste si všimli, že model dosud vznikal s malým množstvím trojúhelníků (tzv. low poly). A představa, že budu muset každý trojúhelník ručně dělit na menší a hladší plochy mě optimismem příliš nenaplňovala.
Přesně to slibovala řešit knihovna OpenSubdiv ... a to se také stalo. Integrace do mého 3D editoru zabrala nějaký čas, obzvláště důsledné odladění ostrých a hladkých hran. První pokusy:
P8030001.jpg
Počítali jsme však s tím, že se asi nevyhneme několika tenkým vrstvám stříkacího kitu a pár hodinám šmirglování :) . Ovšem vědomí, že kabina bude mít správné proporce byla tím správným hnacím momentem.
podzim 2012: Verifikace 3D modelu

V říjnu 2012 jsme znovu navštívili Tatramuzeum v Trhových Svinech s konkrétním cílem – po domluvě s jeho majitelem panem Hlachem provést co nejdetailnější nafocení celé kabiny Tatry 138, konkrétně třístranné sklápěčky původem ze Správy silnic a železnic vybavené mimo jiné i zesíleným předním nosníkem k montáži radlice. Pro nafocení jsem zvolil velkou zrcadlovku, což se ukázalo jako nepříliš šťastná volba – nízká světelnost objektivu a ještě menší hloubka ostrosti nejsou pro 3D rekonstrukce ideální. Přesto se podařil téměř dokonalý výsledek, který ukázal některá slabá místa mého tehdejšího 3D modelu a také fakt, že tato Tatra 138 byla havarovaná na pravý přední blatník.
PA210001.jpgPA210003.jpgPA210002.jpgPA210004.jpg
Po sérii dalších úprav 3D modelu i editoru se mi podařilo vyexportovat kapotu zcela hladkou. Ověřili jsme, že vygenerovaný STL soubor je správný, byť ještě některé hrany nebyly úplně dobře.
PA020001.jpgPA030001.jpg
Mezitím vznikala sestava modelové Tatry 84 a s ní i 3D tisk – Pepa objevil firmu, která nabízela tisk na zakázku.
prosinec 2012: Příprava podkladů pro 3D tisk

Co jsou ty nerovnosti povrchu? To by tam být nemělo. Ha, chybka v STL exportu, opravím...
PC160001.jpgPC160002.jpgPC160003.jpg
Po opravě a vyjasnění podkladů přímo s firmou, která měla 3D tisk provést (opět se potvrdilo, jaký chaos je ve formátech 3D souborů), jsme v lednu 2013 očekávali výtisky...
Kontrolní sada dílů pro 3D tisk a screenshot ze závěrečného ověřování vůči výkresům. U výkresů bych se ještě zastavil – už jsem si zvykl, že předválečné karoserie jsou každá originál a dostupné výkresy byly spíše ideovou představou o skutečném tvaru. Jinými slovy – když uděláte 3D scan nějaké historické Tatry a pokusíte se oscannovaný tvar ztotožnit s výkresem, budete velmi překvapeni. O drobných nuancích různých radiusů raději ani nemluvím ... schválně si zkuste Tatru 87 (vím, o čem mluvím, ověřoval jsem to). Dost mě překvapilo, že tvar kabiny Tatry 138 měl vůči některým originálním výkresům (zakoupeným v archivu Tatry) podobný problém.
PC130001.jpgPC190001.jpg
leden 2013: 3D výtisky

Koncem ledna dorazil magický balíček:
P1230001.jpgP1230002.jpg
Po vykitování a vybroušení
P2010494.jpgP2010495.jpgP2010498.jpgP2010499.jpg
Nástřik tmelem
P2010500.jpgP2010501.jpgP2010502.jpgP2010503.jpg
Mimochodem, když se na výtisky dívám dnes ... těch jemných vibrací od krokových motorů na povrchu :( ... hrůza.
2013-02-17: Tatraschůze

Tentokrát jsme se na Tatraschůzi těšili více než obvykle. Pepa totiž slíbil přivézt kabinu T138, kterou znám jen jako hromadu trojúhelníků. Byl to úžasný pocit, držet po třech letech v ruce dokončený vytištěný model. Přestože (nebo spíš protože :) ) použitá 3D tiskárna nebyla z nejdetailnějších, spíše takový průměr, zaujalo mě absolutně pravidelné tenké vroubkování na povrchu modelu, jak jej vytvořily jednotlivé vrstvičky nanášeného materiálu. O něco hrubší pak byly viditelné diskrétní kontury tvaru, dobře patrné například nad čelním sklem, nebo na kulatých částech uvnitř kabiny. Pokud tedy uvažujete o použití 3D tisku pro své RC modely, vězte, že kitování a broušení je nutnost a při tom je třeba pečlivě rozlišovat ostré a kulaté hrany.
P2090129.jpgP2090131.jpgP2090141.jpgP2090143.jpg
2013-05-07: Premiéra lanového autobagru

Svou premiéru si dokončená kabina odbyla o pár měsíců poté na Beskydy kit show 2013.
P5040004a.jpgP5040005.jpgP5040077.jpgP5040079.jpgP5040081.jpg
S kamarády z PMHT jsme se shodli, jak je nesmírně obtížné správně vymodelovat kabinu T138/148. Vlastně to začalo tak, že jsem přišel k jejich stánku a na přímý dotaz, jak se mi líbí jejich T148 tahač, jsem prohlásil, že tato papírová kabina T148 nemá s realitou příliš mnoho společného. Pak jsem se dověděl, že se prý na papíráckém fóru teď vede bitva o to, čí kabina T148 je lepší. Upřímně – viděl jsem následně na fotkách oba pokusy a jsou to stále jen pokusy.
Od té doby mi v vrtalo hlavě, zda je možné udělat realistickou kabinu Tatry 138 i z papíru. Ostatně – kvalitní data jsem měl k dispozici...
2014-10-03: Tatra 138 (1960) měřítko 1:32

Vážení lepiči, již je tomu skoro 7 let, kdy jsem naposledy představil nějaký papírový model vlastní konstrukce.
Papírový model kabiny Tatry 138 opět nevznikl jen tak. Na modelářské akci Beskydy Kit Show 2013 jsme prezentovali dokončenou kabinu na RC Tatře 138 (lanový autobagr) v měřítku 1:14. Akce se mimo jiné účastnili i výrobci papírových modelů. Pln hrdosti na naši čerstvě dokončenou kabinu T138 téměř přesně odpovídající skutečnosti jsem trochu neomaleně "nepochválil" kamarádův pokus o jeho papírovou Tatru 138, jejíž proporce nebyly příliš zdařilé (ale na druhou stranu jsem viděl i horší pokusy). Výsledkem naší jinak přátelské debaty byla výzva, zda bych nedokázal udělat papírovou kabinu lepší. Konec konců, zdrojový 3D model už jsem měl, mělo by to být snadné.
Na řadu se kabina dostala až nyní. Kabinu jsem ve svém 3D editoru zjednodušil a vyexportoval. Jednalo se mi především o ověření tvarů a "slepitelnosti". Nezabýval jsem se tedy vybarvením dílů, ale ponechal jsem je v surovém stavu tak, jak jsem si naprogramoval výstup ze svého 3D editoru. Celkem 22 dílů sice vyžadovalo při lepení značnou pečlivost a důsledné dodržování naznačených navazujících hran, ale výsledek myslím stojí za to. Posuďte sami :) ...
P9280471.jpgP9280450.jpgP9280455.jpg
Detaily jako kliky, zrcátka apod. sice chybí, ale ukázalo se, že i tak kulatá a nepravidelná věc je realizovatelná jako papírový model s přiměřeným množstvím švů. Musí se ale vědět, jak na to ;) . Na skutečném autě jsou totiž rovná pouze boční okna ve dveřích. Dokonce i dveře jsou na skutečném autě "do vrtule"!
2019-07-04: Test Linear Advance

Kabina Tatry 138 mi pak několikrát posloužila jako testovací výtisk při vývoji firmware tiskáren Original Prusa i3 MK3/S. Zde např. foto několika výtisků z PETG s variabilní tloušťkou vrstvy při ověřování nového algoritmu Linear Advance 1.5.
P704kapota1.jpg

(C) 2002-2022 D.R.racer
drracer@drracer.eu