Способ изготовления декоративно-художественного объемного изделия с помощью 3D ручки
METHOD OF MAKING A DECORATIVE AND ARTISTIC THREE-DIMENSIONAL ARTICLE USING A 3D PEN

Изобретение относится к области декоративно – прикладного искусства, более конкретно к изготовлению объемных декоративно-художественных формованных изделий с применением 3D ручки.
В изобразительном искусстве известны различные по технике выполнения способы создания художественных живописных работ, отличающиеся декоративным, фактурным и рельефным изображением.
Чаще всего объемные декоративные изделия получают с помощью матрицы с заданным рельефом, заполненной методом литья полимером, например, пенополиуретаном, после чего матрицу убирают, устраняют литьевые дефекты, выдерживают заготовку до полной просушки и придают полуфабрикату эстетический вид готового изделия (RU 2412063, кл. В44С5/04, 2011).
Данный способ изготовления объемных изделий ограничен формой матрицы, что значительно сокращает возможность изготовления декоративно – художественных изделий.
Известен из сети Интернет способ изготовления объемных изделий с помощью 3D ручки http://illjuzija.ru/3d-risunki/chto-takoe-3d-ruchka-i-kak-ona-rabotaet.html. Данный способ включает выбор твёрдой опорной точки, после чего необходимо сделать большой пластиковый шарик на бумаге. Затем медленно поднимают 3D-ручку вверх, продолжая медленно выдавливать  из нее полимерный материал, перемещать руку с той же скоростью, с какой ручка выталкивает материал. Для того чтобы сделать прямую линию, удерживают ручку в одной линии с полимером и очень осторожно тянут за него. Небольшое натяжение будет удерживать пластмассовую линию прямой, пока она охлаждается. В момент, когда доходят до места, где необходимо закончить линию, прекращают выдавливание материала и держат 3D-ручку еще в течение нескольких секунд. Пластмассе необходимо охладиться и застыть, прежде чем она сможет удерживать свой собственный вес. Для ускорения процесса, направляют на рабочую область небольшой вентилятор. После того, как пластмасса затвердеет, убирают ручку. Изготовление изогнутой линии гораздо сложнее. Из крупной бусинки на бумаге, которая станет базовой точкой, поднимают 3D ручку от поверхности, при этом выдавливая материал на низкой скорости. Перемещают 3D-ручку вертикально, как если бы делали прямую линию, далее ведут её до нужного момента, затем останавливают ручку, чтобы дать застыть пластмассе. Самая трудная часть создания рисунков от руки в пространстве – это работать на правильной скорости, т.к. нужно перемещать руку с той же скоростью, с какой экструдер выдавливает пластмассу. В противном случае линии будут прогибаться.
Изготовление моделей в пространстве известным способом крайне сложное занятие, при этом он ограничен возможностью создания широкого ассортимента изделий.
Из сети Интернет также известен способ изготовления объемного декоративно – художественного изделия (http://xn--3-htbaafa2am9dzg.xn--p1ai/podelki-3d-ruchkoj/), принятый за прототип, включающий последовательное соединение в одну объемную форму несколько плоских деталей, изготовленных по трафарету на листе бумаги, с помощью 3D ручки и соединение их между собой.
Недостатком указанного способа является ограниченный ассортимент объемных изделий, из-за примитивности полученных конструкций, которые ограничены простыми плоскими деталями. Изделия, полученные известным способом, не обладают необходимой декоративностью.
Проблемой изобретения является разработка способа изготовления декоративно – художественного объемного изделия с помощью 3D ручки, обеспечивающего возможность создания расширенного ассортимента.
Техническим результатом изобретения является упрощение процесса изготовления объемных изделий с помощью 3D ручки и расширение ассортимента изделий.
Поставленная проблема и указанный технический результат достигаются тем, что способ изготовления декоративно – художественного объемного изделия с помощью 3D ручки включает предварительное изготовление на поверхности по трафарету плоской заготовки. Согласно изобретению плоскую заготовку изготовляют в виде проекции сечения выбранного объемного изделия, образуя сначала разогретым пластиком замкнутый контур заготовки. Внутри контура разогретым пластиком формируют произвольную сетку, границы которой совмещены с контуром. Остывшую плоскую заготовку ориентируют горизонтально, затем формируют каркас половины объемного изделия путем образования дуг. Дуги образуют путем наплавления пластика с кончика 3D ручки к краю плоской заготовки, после чего включают подачу пластика, перемещают 3D ручку по дуге вниз под заготовкой к диаметрально противоположному краю и наплавляют к нему конец дуги. Повторяют образование дуг произвольное количество раз до получения выпуклого внешнего каркаса в виде сетки. Затем переворачивают заготовку и формируют вторую половину объемного изделия.
3D ручка для образования контура заготовки должна быть плотно прижата к поверхности.
Формируют каркас изделия в виде сетки с шагом ячеек в пределах от 10 до 15 мм.
После получения каркаса объемной заготовки сетку внешнего контура уплотняют до диаметра ячеек от 3 до 4 мм с последующим декорированием.
Способ изготовления декоративно – художественного объемного изделия с помощью 3D ручки по второму варианту включает предварительное изготовление на поверхности по трафарету плоской заготовки. Согласно изобретению плоскую заготовку изготовляют в виде проекции сечения выбранного объемного изделия, образуя сначала разогретым пластиком замкнутый контур заготовки. Часть остывшего контура отгибают вверх для формирования внешнего объемного контура, ориентируя отгиб под углом от 0 до 100°, после чего, вторично дорисовывают произвольный по форме замкнутый контур изделия на плоскости. Пластик с кончика 3D ручки наплавляют к краю плоского контура, расположенного на плоскости, включают подачу пластика, перемещая 3D ручку до отогнутого контура, формируя объемную сетку.
От плоскости остывший контур отгибают в количестве, обеспечивающем требуемое по замыслу автора объемное изделие.
Используя физические свойства теплого пластика, формирование объемной сетки до заданной произвольной формы производят путем вытягивания ее руками.
Сетку с диаметром ячеек от 3 до 4 мм, декорируют.
Первый вариант способа изготовления декоративно – художественного объемного изделия с помощью 3D ручки осуществляют следующим образом.
Для создания объемного изделия (геометрическая фигура, такие как шар, эллипс, фрукты, туловища животных и т.д.) подходит любая модель 3D ручки, работающая, например, с пластиками ABS, PLA, SBS, BFLEX. Оптимальная температура для работы с пластиками:
ABS – 210-215°,
PLA 160-185°,
SBS – 190-200°.
На листе бумаги (предпочтительно кальке) наносили желаемый контур, который является проекцией сечения выбранного объемного изделия. В конкретном примере, это шар (фиг. 1). С помощью 3D ручки пластиком обводили контур и создавали внутри сетку, повторяющую форму проекции сечения той детали, которой придавали объем, для упрочнения плоской заготовки (Фиг. 2). 3D ручка при этом была плотно прижата к поверхности кальки для обеспечения сплошной неразрывной линии. Плоская заготовка, после остывания в течение 0,5-1 минут, легко отклеивалась от кальки.
Держа получившуюся плоскую заготовку горизонтально, т.к. горизонтальная ориентация заготовки обеспечивает в дальнейшем ровное провисание разогретого пластика, с образованием правильной дуги, подносили кончик 3D ручки к краю заготовки, немного подплавляли ее край (фиг. 3), затем включали подачу пластика и вели 3D ручку по дуге вниз, а потом снова вверх до диаметрально противоположного края заготовки, пока пластик не провисал ровным полукругом. После чего останавливали подачу пластика, и только после этого приплавляли получившуюся дугу к противоположному краю заготовки (фиг. 4). Производя указанное действие неоднократно, с образованием беспорядочной сетки из полученных дуг с размером ячеек от 10 до 15 мм, оставляли заготовку в положении, пока пластик дуг, обращенных вниз, застывал (фиг. 5). Размер ячеек сетки от 10 до 15 мм сетки обеспечивают достаточную прочность объемной заготовке, что позволяет удерживать полученную форму. Перевернув заготовку выпуклой частью вверх, повторяли все описанные операции со второй половиной изделия, создавая объемный контур. Плоская заготовка при этом оставалась внутри объемного изделия, усиливая его. Далее продолжали увеличивать количество дуг, накладывая их одну на другую, уменьшая тем самым размеры ячеек в сетке (фиг. 6). Когда ячейки сетки становились менее 3-4 мм, начинали изделие декорировать, в зависимости от замысла автора.
Объемное изделие с помощью 3D ручки по второму варианту изготовляли следующим образом.
Изготовление объемного изделия произвольной формы осуществляли на примере камня/скалы.
На бумаге или кальке наносили контур проекции сечения объемного изделия (фиг. 7). С помощью 3D ручки пластиком обводили контур на бумаге, ручка при этом должна была быть плотно прижата к поверхности (Фиг. 8).
После того, как контур пластика остывал, отгибали один его край, ориентируя его под углом к поверхности от 0 до 100° (фиг. 9). Повторно дорисовывали 3D ручкой на плоскости ту часть контура, которая была отогнута (фиг. 10). От контура, оставшегося на бумаге, проводили 3D ручкой произвольные линии до отогнутой части контура, формируя сетку между отогнутой частью контура и контура на бумаге (фиг. 11). При создании сетки вытягивали проведенные только что (еще теплые) линии чуть вверх, чтобы поверхность получалась произвольно неровная (фиг. 12). В тех местах объемного изделия, где необходимо было создать дополнительный выступ, использовали вытягивание теплого пластика пальцами, наращивая объем. Эти выступы могут быть как острыми, так и пологими в зависимости от идеи автора. Получив каркас из крупной сетки, продолжали создание более плотной сетки путем дальнейшего наложения разогретого пластика в промежутки ячеек сетки (фиг. 13). После того, как объемный контур укреплен с помощью плотной сетки, прочное изделие брали в руки, и нанести штриховку разогретым пластиком с дальнейшим декорированием (фиг. 14).
Представленные два варианта изготовления объемных изделий с помощью 3D ручки просты, при этом указанные способы можно использовать без дополнительных приспособлений. Особенностью способа является возможность изготовления с помощью 3D ручки широкого ассортимента объемных изделий сложной конфигурации. В настоящее время способы опробованы, изготовлено достаточное количество объемных оригинальных изделий.