В статье: об использовании 3D-сканирования и 3D-печати для создания уличной городской скульптуры
Наверное многие видели современные нелепые и уродливые скульптуры на улицах города. И далеко не всегда их уродливость связана с дизайнерскими решениями - часто она является результатом особенностей технологии и недостатком профессионализма.
Но современный город немыслим без уличной скульптуры - она стала неотъемлемой частью современного городской среды. Городскую скульптуру можно делать из разных материалов, но круглая скульптура ("статуя"), выполненная в натуральную величину, из металла считается самой престижной и популярной. Она долговечна, прочна и красива. Традиционно ее изготавливают по выплавляемым восковым моделям из бронзы, реже - из чугуна. Другие металлы используются реже по ряду причин: цена, нетехнологичность или неустойчивость к атмосферным осадкам.
Примеры таких скульптур:
Такие скульптуры создаются в несколько этапов:
На первом этапе создается эскиз, делаются пробные уменьшенные слепки, копии и т.п. Происходит перебор натурщиков и натурщиц, фотографирование и т.д.
На втором этапе создается скульптура в натуральную величину из скульптурного пластилина, гипса или глины.
На третьем этапе создается кусковая гипсовая форма, которая служит основой для создания восковой модели.
На четвертом этапе происходит формовка модели, сушка формы, заливка формы металлом и извлечение отливки из формы.
На пятом этапе производится постобработка: удаление литников, прибылей, выпоров и обработка поверхности.
Формовка или заливка может осуществляться как в кессоне - высокой разборной опалубке, так и в яме. Если нет возможности отлить скульптуру целиком, она может быть отлита по частям.
Московский скульптурный цех дает следующую последовательность своей работы:
Количество предприятий, способных производить крупногабаритное литье, невелико — их порядка десятка на всю страну. Поэтому некоторые предприниматели, желая получить прибыль, предлагают установку скульптур из бронзы «холодного литья», что, де-факто, является мошенничеством.
Медь, латунь и бронза «холодного литья» — это смесь металлического порошка со связующим материалом. После полировки на поверхности появляется металлический блеск, а на воздухе скульптура покрывается характерной «естественной» патиной. Даже специалист не всегда может отличить «холодное литье» от настоящего металла, но прочность скульптур «холодного литья» не сравнится с прочностью "настоящего" литого металла, и не превышает прочность гипсовых или цементных изделий.
Пример «холодного литья», выданного за «настоящую» бронзу:
Из-за сложности литья таких скульптур возникает соблазн заменить их коваными, ведь у нас много кузнецов.
Однако, кузнечная работа менее "пластична", чем литая скульптура, и всегда несет в себе элемент гротеска.
Хорошо, если кузнецами руководит грамотный художник, тогда получается так:
А если нет? Тогда так:
Подчеркиваю - все эти "уродливые" скульптуры являются шедеврами кузнечного мастерства. Просто не всегда кузнец-виртуоз является художником.
Да и с литыми скульптурами не все так просто.
Все зависит не только от мастерства литейщиков, но и от мастерства скульптора, примеров уродливой скульптуры у нас хватает:
И возникает извечный вопрос «А что делать?»
И здесь может быть следующий вариант решения - использование 3D-сканирования, скульпинга в 3D-программах и распечатки скульптуры на 3D-принтере.
В чем преимущество 3D-сканирования?
Обычно скульптор использует натурщика, чтобы создать скульптуру по его образу. Скульпторов, которые могут создать фигуру "из своей головы", всегда было очень мало.
Как правило, сначала создается уменьшенная копия, которая затем рассматривается, вносятся изменения и т.д., пока не будет получен "окончательный вариант".
Измеряя по точкам уменьшенную скульптуру и используя специальные станки, затем создается скульптура в натуральную величину.
Есть скульпторы, которые на основе эскизов и набросков сразу создают "в натуральную величину". например, так работают в Московском скульптурном цехе.
Если размер нужно изменить, приходится создавать заново, уже нового размера.
Сканирование натурщика позволяет скульптору работать в 3D-редакторах, что позволяет оперативно вносить изменения.
Процесс сканирования:
После сканирование – экспорт полученной поверхности в 3D-редактор и 3D-скульптинг:
После создания скульптуры, она демонстрируется заказчикам или худсовету. При необходимости, ее можно распечатать на 3D-принтере в уменьшенном масштабе.
Обычно проблем с масштабированием цифровой 3D-модели не возникает, если не говорить о крайностях (например, слишком сильном уменьшении, которое делает невозможным изготовление мелких деталей, или, наоборот, при слишком большом увеличении могут быть заметны "грубости" и "огрехи", которые незаметны в более мелких масштабах).
Конечно, многое зависит от тщательности подбора, гримирования и одежды натурщика для сканирования и искусства скульптора (да, люди, работающие в 3D-редакторах, также являются скульпторами и создают 3D-скульптуры, и скульптинг на компьютере также является искусством). Вот подборка фотографий готовых скульптур и натурщиков:
Далее, для изготовления скульптуры в натуральную величину, можно выбрать один из двух вариантов: печать формы для отливки традиционным способом или прямая печать металлом.
Методов прямой 3D-печати металлом много. Но печать сплавлением лазерным или электронным лучом невозможна из-за габаритов изделия. Технология ЭЛАТ, отличается высокой стоимостью 3D-печати. Прямое лазерное выращивание моет подойти, но пока не используется для печати склуьптур ни у нас, ни за рубежом.
Остается только один практически проверенный вариант - печать электродуговой наплавкой проволоки.
Ниже – примеры скульптур, выполненных по этой технологии предприятием Parc3D:
Красивые работы! Но возникает вопрос, насколько это экономически выгодно?
Московский скульптурный цех приводит следующую «разблюдовку» стоимости (цены 2017 года):
Художественная часть:
Первоначальный эскиз – от 30 000 рублей до...
Технологическая часть:
Лепка скульптуры в рост человека из глины – 400 -600 тысяч рублей
Снятие формы – 150..200 тысяч рублей
Стоимость металла – 300 000 рублей
Итого 750... 1 100 тысяч рублей за традиционную технологию.
И что мы видим? Сканирование человека и скульптинг в 3D-редакторах, скорее всего, будут стоить от той же планки - 30 000 рублей и выше, цены вполне сопоставимые.
Печать на крупногабаритном принтере модели в полный рост человека – удовольствие тоже не из дешевых. Себестоимость такого "удовольствия" в виде печати по частям на FDM-принтере, склейки и постобработки вполне можно оценить минимум в 200 000 рублей... Сколько возьмут студии 3D-печати – вопрос сложный...
С другой стороны, в случае прямой скульптуры из металла на 3D-принтере – промежуточная скульптура нам не нужна.
С одной стороны - стоимость порошка для прямого лазерного выращивания или стоимость сварочной проволоки – естественно, намного больше стоимости металла в чушках для литья...
С другой стороны – можно использовать красивые, атмосферостойкие металлы, не используемые из-за сложности литься – нержавеющую сталь, титан. Можно использовать углеродистую сталь с антикоррозийным покрытием.
Себестоимость печати по технологии прямого лазерного выращивания скульптуры в рост человека (цены 2020 года) – примерно 2 000 000.
Себестоимость печати по технологии электродуговой наплавки 500..600 тысяч рублей с учетом постобработки в ценах 2020 года.
Следует учесть, что печать методом дуговой наплавки проволоки дает деталировку хуже по сравнению с литой скульптурой и необходимость более сложной постобработки.
Вывод из анализа цен – с экономической точки зрения использование современных 3D-технологий в станковой металлической уличной скульптуре технологий не дают существенной экономии. Пока не дает...
Но у них есть другое достоинство – они позволяют исключить откровенно уродливую станковую городскую скульптуру...
Что победит в будущем – традиционная лепка скульптур или 3D-скульптинг с прямой печатью – покажет время. И вопрос тут, скорее всего, будет не в экономической плоскости, а в наличии и квалификации скульпторов, формовщиков, литейщиков - специалисты ручной работы уходят, а подрастающая смена предпочитает новые технологии.
А на текущий момент (2023) во всем мире станковую городскую скульптуру печатают только в России, и только одно предприятие.
Примечание речь идет о фигурах людей. Парковую скульптуру в виде частей китов однажды напечатала голландская фирма M3X, но на фигуры в виде человека с хорошей деталировкой – они даже «не замахиваются».
Статья про Parc3D:
Следующая статья по теме: