設(shè)計(jì)師用3D打印制造出35mm膠片相機(jī)的所有部件

dy1993   2016-09-13 10:00:15

許多創(chuàng)客都喜歡將舊的創(chuàng)作方法(如傳統(tǒng)攝影)與新技術(shù)(如3D打印)相結(jié)合。對(duì)于一些有創(chuàng)造力的人來(lái)說(shuō),這兩種技術(shù)是相輔相成的。膠片相機(jī)可能會(huì)被數(shù)字技術(shù)和智能手機(jī)相機(jī)所取代,但它們并沒(méi)有完全消失。這要感謝一部分人,比如設(shè)計(jì)師Amos Dudley,他們利用新技術(shù)來(lái)保存舊的技術(shù)。

為了開(kāi)始自己的3D打印相機(jī)計(jì)劃,Dudley制作了一個(gè)列表,統(tǒng)計(jì)了35mm膠片相機(jī)的所有基本要素:暗盒、膠片路徑、膠片卷軸、轉(zhuǎn)動(dòng)卷軸的齒輪、快門(mén)、光圈、鏡頭、暗盒門(mén),以及一個(gè)遮光盒作為相機(jī)的機(jī)身。最終證明,這一切都是能夠3D打印的。

“一個(gè)3D打印的相機(jī)機(jī)身可能看起來(lái)像任何東西,但為了打印速度和材料使用,我決定優(yōu)化該設(shè)計(jì),”Dudley解釋說(shuō)?!按蠖鄶?shù)大型部件的設(shè)計(jì)在某一方向上沒(méi)有突出,所以它們可以不需要支撐,直接在構(gòu)建平臺(tái)上打印。將主體分為模塊能讓我制作出每個(gè)單獨(dú)組分的原型。快門(mén)和鏡頭是模塊化的,可以被替換為不同的設(shè)計(jì),而不需要重新打印整個(gè)相機(jī)。”

在將設(shè)計(jì)完成后,Dudley開(kāi)始用一臺(tái)Formlabs Form 2 SLA 3D打印機(jī)來(lái)打印相機(jī)的部件。針對(duì)從強(qiáng)度到彈性的不同,不同的部件需要幾種不同類(lèi)型的樹(shù)脂,但作為Formlabs曾經(jīng)的實(shí)習(xí)生,Dudley有充足的材料。為了讓相機(jī)的零件能準(zhǔn)確結(jié)合在一起,他在打印時(shí)有±0.075mm的公差和0.25mm的間隙,因此它們可以順利移動(dòng)。

3D打印相機(jī)的鏡頭是最難的部分。Dudley稱(chēng),它不能用典型的FDM打印機(jī)來(lái)制作。即使通過(guò)SLA打印機(jī)用透明樹(shù)脂來(lái)打印也需要很多后處理,因?yàn)榧词乖诿繉?5微米的最高分辨率下,打印出的鏡頭也是半透明、灰白的。樹(shù)脂不能像亞克力那樣進(jìn)行火焰拋光,也不能像ABS那樣進(jìn)行丙酮拋光,所以Dudley唯一的選擇是打磨,大量的打磨。

配備一套微網(wǎng)拋光墊和12000目砂紙后,Dudley花費(fèi)了約五到六小時(shí)來(lái)打磨每一個(gè)鏡頭,但它們?nèi)匀皇遣煌昝赖摹砻娴姆垂馐悄:?,這意味著鏡頭上仍然有細(xì)微的溝槽。為了解決這個(gè)問(wèn)題,Dudley從零開(kāi)始制作了一臺(tái)全新的機(jī)器。

“我決定嘗試一種工藝,類(lèi)似于商業(yè)鏡頭制造所使用的方法,也就是將鏡頭在一個(gè)球面外形(凹或凸)上打磨,而二者之間有磨粉漿,”他解釋說(shuō)?!拔抑谱髁艘慌_(tái)原型機(jī)器,它可以為我做這件事。我希望該方法能從透鏡上去除多余的材料,而這通過(guò)手工是不可能做到的。

成品拋光機(jī)在幾分鐘內(nèi)就能讓鏡頭上較小的溝槽變平滑,但較大的溝槽就沒(méi)有那么容易了,那需要粗粒度的材料。讓鏡頭捕捉良好的圖像是一個(gè)全新的挑戰(zhàn),這包括大量的數(shù)學(xué)計(jì)算、OpticalRayTracer模擬,以及另一種手工制作的機(jī)器——3D打印的鏡頭測(cè)試儀。Dudley先將鏡頭安裝到現(xiàn)有的相機(jī)上,這樣就可以在把它們安裝到3D打印相機(jī)前先評(píng)估它們的質(zhì)量和焦距。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,Dudley還發(fā)現(xiàn),將鏡頭浸入透明樹(shù)脂中并用紫外光固化它會(huì)使鏡頭更清晰。下一個(gè)挑戰(zhàn)涉及到快門(mén)。在嘗試并放棄了一些不同的設(shè)計(jì)后,Dudley在一張1885年的相機(jī)照片上找到了他的答案。雖然他只有一張快門(mén)的照片,但這足以讓他在Blender上進(jìn)行數(shù)字復(fù)制和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

事實(shí)證明,兩個(gè)多世紀(jì)前的快門(mén)設(shè)計(jì)完全適用于Dudley的21世紀(jì)3D打印相機(jī)。相機(jī)組裝好后,Dudley拿它拍了一些照片,得到了朦朧的、夢(mèng)幻般的圖像。

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