Josef Průša

3D tištěné modely mašinek, část I.: Krajina

23. 08. 2019 | by Jakub Kočí

Před pár měsíci jsme vydali naši novou tiskárnu Original Prusa SL1, která je díky MSLA technologii schopná tisknout neuvěřitelné detaily – míra využití je skutečně široká, a my jsme se tentokrát zaměřili na modely mašinek, které často oplývají téměř mikroskopickými detaily. Troufáme si tvrdit, že SL1 má v oblasti modelářství obrovský potenciál: Nejedná se pouze o modely lokomotiv, ale také aut, budov, lidí a vůbec všeho, co potřebujeme vytisknout s důrazem na detail. Velké objekty (například velké budovy či části terénu) můžeme vyrobit za použití klasického FFF tisku na naší Original Prusa i3 MK3S a ty pak doplnit detaily vyrobené metodou MSLA tisku.

Příklady z praxe jsou nejlepší, tudíž vám ukážeme projekt, na kterém nějakou dobu pracujeme – naše vlastní vláčkoviště. Protože je materiálu skutečně hodně, plánujeme rovnou několik článků zaměřených na toto téma: od přípravy desky až po výrobu mašinek. Budeme kombinovat snadno dostupné díly s tištěnými objekty tak, aby výsledný model byl nejen pěkný na pohled, ale i plně funkční a s rozumnou cenou.

V první části si na jednoduchém diorámatu ukážeme tvorbu základních krajinných prvků používaných pro stavbu modelové železnice, které mohou sloužit i jako dobrý trénink pro velký model, pokud s touto oblastí zatím nemáte žádné zkušenosti.

Stavba desky a pokládání kolejí

Nejprve jsme navrhli jednoduchý modul složený z pěti dílů představující jednoduchý násep s jednou kolejí. Díly jsme vytiskli na tiskárně Original Prusa i3 MK3S a slepili je vteřinovým lepidlem. Díky tomu nám snadno a rychle vznikl základ, na který lze jednoduše umístit další krajinné prvky. Druhým krokem bylo osázení H0 kolejí. Kolej lze zafixovat několika způsoby: nejjednodušší je přichycení vteřinovým lepidlem, nebo malými vruty.

Po zhotovení funkčního základu přichází na řadu tvorba krajiny. Začínáme štěrkováním kolejového náspu. Aby kolejiště vypadalo co nejreálněji, je potřeba splnit několik základních parametrů: 

1) Je důležité zvolit správnou barvu a hrubost štěrku (my jsme použili tmavý štěrk pro velikost H0 značky Polák).

2) Štěrk je nutné rovnoměrně rozprostřít. Pro jednodušší nanesení štěrku jsme si vytvořili tuto nádobu, díky které lze jednoduše kopírovat kolej. Stále mějte na paměti, že tvar štěrkového náspu je potřeba doladit pomocí jemného štětce, aby bylo dosaženo realistického vzhledu.

3) Připravený násep je nutné zafixovat. Optimální řešení je použít směs vodou ředitelného lepidla na papír a dřevo, například Herkules a vody v poměru 1:1 s několika kapkami mycího prostředku (Jar nebo podobný saponát). Vzniklá emulze se jemně nakape na štěrk. K aplikaci je vhodné použít třeba injekční stříkačku či kapátko.

Kvalitní zatravnění snadno a levně

Na řadě je povrchová úprava terénu. Pro dosažení vizuálně pěkného výsledku lze použít širokou škálu materiálů imitující různé povrchy. Nedílnou součástí modelové železnice je imitace travnaté plochy – tu lze vyrobit dvěma způsoby. 

První způsob je sice snadný, ale výsledek není zas tak atraktivní: travnatou plochu vytvoříme pouhým nasypáním zvolené travnaté směsi na podklad natřený lepidlem. Druhou možností, s výrazně lepšími výsledky, je využití elektrického pole pro usměrnění vláken falešné trávy tak, aby připomínala skutečný trávník. 

Druhá zmíněná metoda je samozřejmě preferovaná, ale má jednu velkou nevýhodu – bateriové zatravňovače jsou zpravidla velmi drahé (řádově tisíce korun). Naštěstí existuje možnost vyrobit si vlastní zatravňovač za zlomek ceny s použitím několika běžně dostupných elektronických součástek. K nim přidáte čtyři vytištěné díly z PLA a zatravňovač je hotov.

Pojďme se tedy podívat na to, co k výrobě potřebujeme a jak to celé sestavit:


1) Napájecí adaptér

2) Generátor záporných iontů (k sehnání pouze na zahraničních internetových stránkách)

3) Napájecí jack konektor

4) Spínač s LED indikací (k sehnání pouze na zahraničních internetových stránkách)

5) Statická tráva a štěrk 

6) Kabely a svorky můžete zakoupit v obchodě s elektronikou. 

7) Vytištěné díly zatravňovače, štěrkovače a náspu.

Než začnete se stavbou, pečlivě si zkontrolujte, zda máte všechny potřebné díly a jak má vypadat zapojení obvodu (viz foto níže).

Jako první si připravíme potřebné kabely: Není na škodu pořídit spíše delší kusy, zkrátit se dají vždy. Celkem potřebujeme 3x červený kabel o délce cca 20 cm a 2x černý kabel o délce 20-30 cm. Pokud nejste zvyklí pájet, dá se využít vhodných svorek, které pak nasuneme na spínač a napájecí konektor kombinovaných s Wago svorkami k propojení kabelů. V případě využití svorek se držte instrukcí na obrázku níže. Mějte také na paměti, že je vhodnější nakoupit menší svorky, aby se do těla přístroje vešly.

Vezmeme vytištěný díl na travnatou směs a vložíme 3mm šroub do předpřipravené díry. Na opačné straně použijeme matičku a podložku, kterou zajistíme drát vycházející z transformátoru napětí.

Nyní si připravíme tubusový díl s krokosvorkou. Drát od krokosvorky protáhneme malou dírkou vedle závitové části a drát protáhneme vrchní částí ven. 

Pak je tu poslední vytištěný díl, do kterého zašroubujeme konektor pro připojení zdroje napájení. Po upevnění jacku si připravíme dráty společně s Wago svorkami dle ilustrace.

Vezmeme transformátor napětí a dva dráty vložíme do spodní strany tubusu. Červený drát prostrčíme bočním vstupem, kam později přijde tlačítko k zapnutí, a černý protáhneme stejně jako drát od krokosvorky. Pak opatrně zasuneme transformátor do tubusu a přišroubujeme rozšířenou část zatravňovače.

Nyní můžeme dva černé dráty zapojit do wago svorky ve které jsou zapojené pouze dva dráty.

Následně prostrčíme zpět bočním otvorem tři volné kabely (dva červené a jeden černý), takže by z otvoru měly vystupovat celkem 4 dráty: jeden černý a tři červené. Zkontrolujeme správnost zapojení a přišroubujeme vrchní kryt s konektorem.

Podle schématu na obrázku zapojíme všechny dráty a tlačítko vložíme do vytištěného dílu, pro ideální fixaci tlačítka v plastovém dílu použijeme pár kapek vteřinového lepidla. 

Máme hotovo! Naplňte nádobu travnatou směsí a zašroubujte ji s pomocí sítka, pak zapojte zdroj do konektoru na vrchní části. Mělo by se rozsvítit tlačítko (led dioda indikuje proud tekoucí do spotřebiče) a stisknutím přístroj aktivujete. Ještě je ale potřeba udělat jeden krok, který si popíšeme v dalším odstavci.

Za inspiraci děkujeme lidem z kanálu SciFiantasy!

V přístroji je vysoké napětí! Generátor iontů je schopen vyvinout napětí 10-15kV. Pro dospělého zdravého člověka nezpůsobuje žádné riziko (přístrojem teče jen slabý elektrický proud), avšak lidé s kardiostimulátory či jinými zdravotními obtížemi by měli použití zatravňovače důkladně zvážit.

Použití zatravňovače

Naneste na zvolenou plochu emulzi lepidla s vodou (Herkules) a přišroubujte k ní libovolný vrut tak, aby se dotýkal lepidla – ten bude sloužit jako anoda. Naplňte vypnutý zatravňovač vybranou směsí elektrostatické trávy, přišroubujte síťku (zatím držte zatravňovač síťkou nahoru) a připojte krokosvorku ke zmíněnému vrutu/anodě. Zapojte zatravňovač do sítě a zapněte ho. Upozorňujeme, že po zapnutí bude v přístroji vysoké napětí, tudíž se nedotýkejte žádné vodivé části obvodu. Otočte zatravňovač síťkou dolů tak, aby byla cca 10 cm nad upravovanou plochou. Jemným třesením s přístrojem nanášejte trávu tak dlouho, dokud nedosáhnete požadovaného výsledku.

Nezapomeňte, že před samotným nanášením statické trávy je potřeba si vyznačit a zakrýt místa, kam budete později lepit další krajinné prvky (stromy, budovy apod. Ty je potřeba umístit na svá místa až po zatravnění požadované plochy, aby se nezanesly elektrostaticky nabitou trávou. Rovněž je dobré zakrýt připravený železniční násep, aby na něm také nezůstaly zbytky trávy. Pro autentický vzhled se vyplatí terén před zatravňováním nabarvit např. hnědou barvou a vytvořit drobné terénní nerovnosti (různé drny lze vytvořit většími kapkami lepidla apod.)

Poslední na řadě je osazení modelu stromy, budovami, lidmi a dalšími prvky nezbytnými pro reálný vzhled krajiny. Zde už je záleží na vaší fantazii, jak si s detaily vašeho modelu vyhrajete. Nebojte se sami něco vytvořit: stačí jednoduché prvky, každodenní předměty, prakticky vše se dá použít ke zdokonalení vašeho projektu – mrkněte třeba na knihovnu komunitních modelů na PrusaPrinters.org

My jsme navrhli 2 typy stromů – jednoduchý smrk, který je snadno tisknutelný na FDM tiskárně (po vytisknutí stačí pouze odstranit límec, nahřát model horkým vzduchem a vymodelovat dle libosti) a torzo starého listnatého stromu (může posloužit například jako buk či stará jabloň). Druhý model je nutné vytisknout na SLA tiskárně, neboť je složen z drobných dílů.

Už jsme vymodelovali i několik vagónů a lokomotiv – určitě jste si všimli dvou nákladních vozů (typ eas často používaný na českých železnicích), rovněž vytisknutých na Original Prusa SL1, díky které vyniknou i ty nejmenší detaily. Zatím se sice jedná o nedokončený projekt, brzy se ale pochlubíme dalšími modely.

Pokud si stále nevíte rady s výběrem staveb a detailů pro krajinu, nezoufejte. V příštím článku si ukážeme celou škálu modelů použitelných pro stavbu železnice s využitím FDM i SLA tisku. Předvedeme si tvorbu stromů, tisk budov, skal, osvětlení objektů LED diodami, tisk mašinek. Máte se na co těšit!


Originální 3D tiskárna Prusa i3

Podívejte se na originální Prusa i3 MK3 3D tiskárnu!
Nejlevnější je už od 19 990 Kč

Průša 3D tiskárny na faceboku