Odwiedzający Zoo w Pradze mogą podziwiać niezwykły widok: naturalnej wielkości replikę czaszki Triceratopsa. Wykorzystaliśmy fotogrametrię, aby stworzyć klon 1:1 rzeczywistej czaszki dinozaura, który następnie wydrukowaliśmy na naszych drukarkach 3D Original Prusa XL. Finalna rzeźba o wymiarach 226×153 cm jest jedną z największych rzeczy, jakie kiedykolwiek wydrukowaliśmy i waży ponad 66 kilogramów (145 funtów) bez podstawki. Zdradzimy, jak ją stworzyliśmy!

Jak duże obiekty można drukować w 3D?

Jeśli kiedykolwiek odwiedzisz Pragę w Czechach, możesz rozpocząć swoją podróż od zagłębienia się w historię sięgającą znacznie dalej, niż to, co mogą zaoferować piękne uliczki Starego Miasta. Niemal tuż obok praskiego lotniska znajduje się centrum handlowe POP Airport Shopping Center, które skrywa wyjątkową tajemnicę wśród wielu sklepów z odzieżą i kosmetykami: muzeum dinozaurów o nazwie Dinosauria.

Z prawdziwymi skamieniałościami sprzed 154 milionów lat i wieloma naturalnej wielkości (i realistycznymi) modelami, wystawa ma coś dla każdego fana Parku Jurajskiego. Oczywiście nas też to zaciekawiło, a przyjacielska pogawędka z pracownikami muzeum szybko zrodziła dwa pytania. Pierwsze z nich brzmiało: „Czy możecie zeskanować czaszkę dinozaura i przekształcić ją w model 3D?” A zaraz potem pojawiło się kolejne: „Czy możecie może wydrukować naturalnej wielkości replikę czaszki na Waszych drukarkach 3D?”. Nasz kolega natychmiast odpowiedział: „Z jurajską przyjemnością”.

Cóż, nie sformułował tego w ten sposób, ale lubimy udawać, że tak było. Tak czy inaczej, zaowocowało to wyzwaniem: spróbujmy zeskanować prawdziwą czaszkę Triceratopsa i wydrukować replikę w 3D.

Poznaj triceratopsa Trika

Trik to dinozaur, którego zeskanowaliśmy w muzeum. Jego szkielet został znaleziony w formacji Hell Creek w Montanie. Szkielet ma 66 milionów lat i został odkryty w stosunkowo dobrym stanie. Szkielet Trika pokazuje, że był on bardzo duży, około 30% większy niż typowy Triceratops horridus. Najlepiej świadczy o tym jego kość udowa, która mierzy o 30 cm więcej niż u innych osobników tego gatunku – 132 cm, czyli w przybliżeniu wzrost dziewięcioletniego dziecka. Trik mógł mierzyć do 9 metrów długości i ważyć około 12 ton, czyli tyle co trzy słonie indyjskie razem wzięte. Zadrapania i obrażenia widoczne na jego szkielecie sugerują, że przeżył wiele ataków za życia – duża dziura w kościstym falbanie została prawdopodobnie spowodowana przez T-Rexa.

 

Triceratops, co oznacza „twarz z trzema rogami”, był roślinożernym dinozaurem, który przemierzał Ziemię w okresie późnej kredy, około 68 do 66 milionów lat temu. Ten kultowy dinozaur jest znany ze swojego charakterystycznego wyglądu, charakteryzującego się dużą kościstą falbanką z tyłu czaszki i trzema rogami twarzowymi. Dwa długie rogi nad oczami i krótszy na nosie sprawiły, że Triceratops był jednym z najbardziej rozpoznawalnych i dobrze broniących się dinozaurów swoich czasów.

Jednym z interesujących faktów na temat Triceratopsa jest jego rozmiar – niektóre osobniki osiągały długość nieco ponad 9 metrów, a ich waga przekraczała 10 ton. Ci potężni roślinożercy byli w stanie szarżować na potencjalne zagrożenia lub rywali, wykorzystując swoje rogi do obrony i pokazów dominacji. Skamieniałości triceratopsa zostały znalezione w Ameryce Północnej, szczególnie w regionach takich jak Montana, Dakota Południowa i Wyoming, dostarczając cennych informacji na temat ekosystemów późnej kredy i różnorodnych dinozaurów, które je zamieszkiwały.

Triceratops horridus, autor Nobu Tamura, licencja CC BY-SA

Czterysta zdjęć

Istnieje kilka sposobów na stworzenie cyfrowej repliki rzeczywistego obiektu, ale tylko dwa były odpowiednie do tego zadania. Przenośny skaner 3D lub fotogrametria. Wybraliśmy tę drugą metodę ze względu na jej dostępność. Jeśli posiadasz lustrzankę cyfrową i umiarkowanie wydajny komputer, możesz to zrobić.

Użyliśmy aparatu Fujifilm X-H1 do zrobienia prawie 400 cyfrowych zdjęć całego szkieletu Triceratopsa, następnie wybraliśmy 250 najlepszych, które ostatecznie wprowadziliśmy do popularnego oprogramowania Reality Capture. Ten pakiet oprogramowania może analizować setki zdjęć i przekształcać je w szczegółowe obiekty 3D. Ma to jednak swoją cenę – musieliśmy użyć jednej mocnej karty graficznej GeForce RTX 3080, aby przetworzyć zdjęcia w rozsądnym czasie. W naszym przypadku wynikiem był model składający się z 5 219 328 trójkątów, co było doskonałym wynikiem, ponieważ potrzebowaliśmy jak największej ilości szczegółów. I mała ciekawostka: pomimo tego, że skupiliśmy się na czaszce, zdjęcia wystarczyły do całkiem dobrej rekonstrukcji bryły. Ale interesowała nas głównie czaszka, więc ostatecznie odcięliśmy resztę modelu.

Przy okazji, jeśli chcesz sprawdzić czaszkę, nie krępuj się! Model jest dostępny na Printables.com!

Pocięcie czaszki na kawałki

Masywna czaszka musiała zostać pocięta na mniejsze kawałki, które można było wydrukować na Original Prusa XL. Technicznie rzecz biorąc, moglibyśmy jeszcze bardziej je pomniejszyć, ale oznaczałoby to zbyt wiele cięć. Nawet z ogromną drukarką, jaką jest XL, ostatecznie podzieliliśmy model na 34 wielkie części.

Przy okazji, najnowsza wersja PrusaSlicera (2.6.1) zawiera całkowicie przerobiony i znacznie ulepszony system cięcia obiektów. Oprócz prostego cięcia za pomocą płaszczyzny, narzędzie obsługuje teraz również zaawansowane funkcje, takie jak możliwość dodawania i konfigurowania różnych połączeń, co znacznie ułatwia montaż wydruków.

Ostatecznie potrzeba było prawie dwóch litrów superglue, aby połączyć wszystko razem. Powstały model ma wymiary 226×153 centymetry (7.4′ x 5′) i waży 29 kilogramów. Wciąż jednak pozostawało coś do zrobienia.

Przetrwać pod gołym niebem

Wiedzieliśmy, że czaszka będzie wystawiana w praskim zoo (jednym z najlepszych ogrodów zoologicznych na świecie) i będzie musiała być zabezpieczona przed warunkami atmosferycznymi – od upalnego lata po mroźną zimę, deszcz i śnieg. Oczywiście musieliśmy również zamaskować szwy między poszczególnymi wydrukowanymi segmentami. Najpierw nałożyliśmy trzy kilogramy laminatu, aby uszczelnić rzeźbę.

Gdy model wysechł, pomalowaliśmy go dwoma litrami farby, a szwy zostały zamaskowane szpachlą. Następnie nadszedł czas na kilka dodatkowych prac malarskich, aby czaszka wyglądała na starszą i bardziej realistyczną. Na koniec model został pokryty trzema litrami bezbarwnego lakieru chroniącego przed promieniowaniem UV.

Od samego początku planowaliśmy wystawić czaszkę na pokaz. Z tego powodu wmontowaliśmy w nią specjalną, wykonaną na zamówienie metalową ramę, która zwiększyła jej całkowitą wagę do 66 kilogramów (145 funtów). Do załadowania wydruku do furgonetki potrzebne były cztery osoby.

Czaszka przybywa

Montaż czaszki na masywnej stalowej konstrukcji podporowej, która została wcześniej zainstalowana w zoo, był zadaniem dla czterech osób.

Dzięki grubej, bezbarwnej powłoce chroniącej przed promieniowaniem UV, czaszka powinna być w stanie bez problemu wytrzymać pogodę wszystkich czterech pór roku. Tak więc, jeśli kiedykolwiek odwiedzisz praskie zoo, możesz sprawdzić jeden z największych wydruków 3D, jakie kiedykolwiek wyprodukowaliśmy.

A tak przy okazji, model został pocięty na kawałki za pomocą bardzo podstawowego narzędzia dostępnego w PrusaSlicerze – jego możliwości zostały znacznie rozszerzone w najnowszej wersji 2.6.1. Zmian jest jednak znacznie więcej, więc zachęcamy do zapoznania się z artykułem na naszym blogu, który omawia wszystkie nowe i ważne kwestie.

Jeśli chcesz samodzielnie wydrukować tę czaszkę, po prostu odwiedź Printables.com i pobierz ją za darmo!

Udanego drukowania!