Een discussie in het fischertechnik forum leidde tot het zelf 3D-printen van diverse gedaanten en geslachten van het traditionele spelfiguurtje. Doordat voor een modelbouwproject medewerking werd gevraagd de spelfiguurtjes te printen in een groter formaat, begon ik te fantaseren en te experimenteren met het verder personaliseren van de poppetjes.
Dit liep, zoals wel meer projectideeën, al vrij snel uit de hand. Uiteindelijk maakte ik bijna twintig unieke figuurtjes, waarmee ik de teamleden van het 'Großprojekt Seilbahn' op de 'Bundesgartenschau 2023' te Mannheim (D) mocht verrassen.
Het klassieke fischertechnik poppetje, en deze zelf geprinte varianten, zijn 8,5 cm hoog. Bij een gemiddelde menselijke lichaamslengte van 170 cm, hebben ze dus een schaal van ongeveer 1:20.
De forumdiscussie leidde uiteindelijk tot veel creativiteit en diverse aanvullende figuurtjes. In het clubblad van de Nederlandse fischertechnikclub heb ik, samen met Jeroen Regtien, beschreven hoe we ons lieten inspireren tot het printen van armpjes, lijfjes en kapsels om in elk geval de diversiteit van de figuurtjes te vergroten. Zelf vond ik het leuk om nog verder te gaan dan kapsels, en maakte bijvoorbeeld ook een clown, iemand met een gebroken been, een persoon in een rolstoel en enkele poppetjes met specifieke beroepskleding of attributen.
Voordat zich in het forum de discussie over het ontbreken van een vrouwelijk fischertechnik figuurtje ontspon, bleek ik toevalligerwijs al bruikbaar ‘3D-voorwerk’ te hebben gedaan. Ik wilde dit figuurtje enige tijd geleden reeds laten figureren in de 3D-animatie in een videofilmpje ter ondersteuning van een artikel over lemniscaten in een Duits ingenieursblad. Daartoe had ik alle losse delen van het bestaande poppetje toentertijd al zelf gemodelleerd in de computer. Bij het ontwerpprogramma ‘fischertechnik designer’ zaten weliswaar qua maatvoering reeds maatnauwkeurige 3D-modellen, maar deze bleken in de praktijk te weinig gedetailleerd of niet bruikbaar gearticuleerd voor de animatie in Blender. In het filmpje moesten bijvoorbeeld de schouders liefst iets meer bewegingsvrijheid opzij krijgen dan het origineel.
Toen ik het poppetje later ook daadwerkelijk uit de 3D printer wilde laten rollen, schoten de voor de animatie gebruikte modellen opnieuw op enkele punten tekort. De bovenarmen hadden bijvoorbeeld nog niet de draai-pennen, en ook het digitale model van de heuppartij, die in de animatie gewoon aan het onderlijf vastzat, diende te worden verfijnd. Op de afbeelding hierboven zijn van de bovenarm het model van ‘fischertechnik designer’, mijn eigen animatie-model én de 3D-printbare variant te zien.
Sinds maart 2010 houdt Tilo Rust ons reeds op de hoogte over de voortgang van het 'Großprojekt Seilbahn' in het FTC forum en artikelen in het ft:pedia magazine. Na het zien van de met de 3D-printer behaalde resultaten plaatste hij een oproep op het forum. Het zou immers geweldig zijn als het fischertechnik model van de kabelbaan op de Bundesgartenschau Mannheim, de BUGA23 Mannheim, met 3D geprinte figuren zou kunnen worden uitgerust. Aangezien de Seilbahn is gebouwd op schaal 1:10, zouden de figuren daarvoor echter op de dubbele grootte moeten worden uitgevoerd.
Mijn originele aanbod een paar decoratieve poppen voor het kabelbaanproject op schaal 1:10 te printen, nam al snel een onverwachte wending. Reeds voor onze eerste fysieke ontmoeting op de Südconvention in Sinsheim in 2022, sprak Tilo zijn wens uit elk lid van zijn gerespecteerde team te willen verrassen met een gepersonaliseerd figuurtje.
Een geweldig idee, maar ook een behoorlijke uitdaging omdat behalve kleding, vooral de gezichtjes en haardracht per figuurtje liefst zo herkenbaar mogelijk zouden moeten zijn. Dit betekende dus dat elk lid van het team als handwerk zou moeten worden gestyleerd tot een uniek fischertechnik figuurtje. Medio juni zouden de figuren als verrassing tijdens de feestelijke presentatie van het model moeten worden gepresenteerd en tot die tijd zou absolute geheimhouding vereist zijn.
Hoewel de omvang van mijn eventuele bijdrage vrij snel duidelijk was, was ik zo enthousiast dat ik direct toezegde te proberen de 3D-modellen naar schaal 1:10 te vergroten en er mee aan de slag te gaan. Op de Südconventie kon ik Tilo daarom reeds, vanzelfsprekend in het grootste geheim, enkele premature proef-ledematen en (nog ongedecoreerde) hoofdjes laten zien.
Er waren vanzelfsprekend foto’s noodzakelijk om de persoonlijke kenmerken van elk teamlid zo goed mogelijk te styleren. Tilo vond een methode om deze te verzamelen zonder argwaan te veroorzaken. Hij ging proberen de referentiefoto's van elk teamlid te vergaren onder het voorwendsel dat deze noodzakelijk waren voor de toegangspassen van het BUGA23-terrein.
Intussen bouwde ik voor de interne communicatie een speciale projectpagina in een afgeschermd gebied achter mijn website. Hier kon per lid van het team het kleuren-configuratievoorstel uitkristalliseren en de voortgang worden bewaakt. Vanzelfsprekend was deze informatie achter een wachtwoord geplaatst zodat de verrassing niet vroegtijdig zou worden verstoord. In de maanden die volgden deed Tilo voorstellen voor de kleuren van de kleding en verdere specifieke persoonlijke kenmerken van elk figuurtje terwijl ik ondertussen mijn collectie kleur-filamenten voor de 3D printer uitbreidde en de ‘productie-printbaarheid’ van de 3D modellen verbeterde.
Indien alle afmetingen van de originele fischertechnik figuur worden verdubbeld, leidt dit tot een 3D te printen figuur van 17 cm. hoog. Bij elkaar kost het (mijn printer), zonder de manuele nabewerkingen, meer dan tien uur om één zo’n figuur te printen. In dergelijke grote pop met schaal 1:10 weegt uitendelijk ongeveer 85 gram.
Voor het printen van de figuren probeerde ik diverse materialen uit. Hierbij bleek PLA bruikbaarder dan PETG. Alle beschikbare filamenten zijn echter harder en brozer dan het plastic van de originele fischertechnik figuurtjes. Hierdoor is de draaiweerstand in de diverse 3D-geprinte ‘gewrichten’ anders. Om te voorkomen dat het figuurtje onder zijn eigen gewicht als een lappenpop ineen zou zakken bij het ‘poseren’, moest er wat geëxperimenteerd worden met de diameters en vorm van de draaipunten. Vooral bij het gecombineerd printen (‘print-in-place’) van onder- en bovenbeen luisterde dit nauw. Bij het kniegewricht is uiteindelijk een licht ovaal draaipunt gecreeërd, en de draaipen van de schouder kreeg een rib op de as die desgewenst nog met een vijltje achteraf kon worden opgeruwd.
Bij de kleine poppetjes op schaal 1:20 had ik ook reeds enkele figuurtjes met handjes en hoofdjes in andere huidskleuren, of hoofdjes inclusief kapsel geprint. Deze hoofdjes moesten natuurlijk daarna nog van een gezichtje worden voorzien. Om het uiteindelijke figuurtje herkenbaar te houden als fischertechnik poppetje, zou dit gezichtje grafisch idealiter zo veel mogelijk moeten aanlijnen aan gestyleerde standaardgezicht van het originele fischertechnik poppetje. Maar het aanbrengen van zo’n gezichtje bleek nog niet zo eenvoudig.
Door de gelaagde opbouw van de 3D geprinte hoofdjes behaalde ik weinig succesvolle resultaten met het tekenen met een merkstift. Door capilair tussen de lagen en het ruwe oppervlak waren scherpe lijnen nauwelijks mogelijk en liepen de lijnen snel (oncorrigeerbaar) uit. Door deze oppervlaktestructuur vallen er in de 3D print ook geen scherpe lijnen uit te sparen die achteraf met verf kunnen worden ingewasssen, zoals wel eens bij graveerwerk wordt gedaan. Ook hier gooit de zuiging van de individuele lagen en het ruwe oppervlak roet in het eten. Het resultaat is vlekkerig en onscherp. De gezichtjes graveren met een laser lukt ook niet: het 3D-filament smelt begrijpelijkerwijs al bij relatief lage temperatuur en verkleurt hierbij niet naar zwart. Uiteindelijk heb ik daarom bij de eerdere poppetjes op schaal 1:20 de mondjes en ogen geschilderd met een zeer fijn penseel. Erg arbeidsintensief en naturlijk weinig aantrekkelijk bij een kleine serieproductie (zo'n 20 unieke poppen op schaal 1:10) zoals nu van me gevraagd werd.
Het mooist zou een oplossing zijn waarbij met de laserprinter geprinte gezichtjes op de 3D geprinte hoofdjes zouden kunnen worden overgebracht. Omdat originele fischertechnik poppetjes geen brillen, baarden en snorren enz. hebben, is er voor gekozen deze niet in 3D uit te voeren. Haar met volume zou per figuurtje eventueel wel onderdeel van de 3D-print van het hoofd kunnen worden.
Ik besloot, na het printen van lijven en ledematen in de diverse overeengekomen kleuren (per figuurtje) te gaan experimenteren met het aanbrengen van 'de gezichtjes'. Hiertoe bracht ik gestyleerde ontwerpjes van de gewenste gezichtjes (zonder de eventuele gezichtsbeharing, maar met eventuele bril) samen op één A4-vel dat op de laserprinter kon worden geprint.
Op geleide van filmpjes op YouTube experimenteerde ik eerst met het overbrengen van het met de laserprinter geprinte 'gezichtje' via een gel-medium. Hiermee zou idealiter alleen de toner op het 3D hoofdje kunnen worden overgebracht. Hoewel ik speelde met diverse drager-materialen en papiersoorten (calque-papier, plastic overhead-sheet en het wasachtige oppervlak van het achtervel van stickermateriaal), en zelfs de speciale klem van afbeelding 10 ontwikkelde waarin ik tijdens het drogen de afbeelding goed op het ronde hoofdje kon drukken, behaalde ik hiermee geen goede resultaten.
De beste resultaten kunnen vanzelfsprekend worden behaald als de toner gemakkelijk los laat van de drager. Maar het positioneren van de afbeelding zonder beschadigingen wordt dan wel lastiger. Bovendien waren de doorzichtige transfermaterialen (zoals overhead-sheets) die weliswaar het positioneren vergemakkelijken, weing luchtdoorlatend. Hierdoor ging het drogen veel te lang duren en nam de kans op beschadigingen bij het verwijderen van de drager snel toe. Dit proces leek daarom ook niet erg geschikt voor de semi-serieproductie die de opdracht vereiste.
Hoewel de pogingen de (toner van de) in spiegelbeeld gedrukte 'gezichtjes' met een gel-medium op de hoofdjes over te brengen waren mislukt, leek een oplossing waarbij de gezichtjes vooraf zelf kunnen worden ontwerpen nog steeds ideaal. Als het hoofdje, zoals het origineleel, zuiver cylindervormig zou zijn, zou transparant stickermateriaal wellicht een oplossing kunnen zijn. De verwachting was echter dat dit door de glans en de dikte van de folie geen fraai eindresultaat zou opleveren. Bovendien leek het me dat de lijm van stickermateriaal op termijn zou kunnen gaan 'zweten' en verkleuren. En misschien was zelfs de hechting op 3D-filament op termijn, door het stugge materiaal rond zo’n kleine diameter, niet eens toereikend. Hierdoor zou letterlijk gezichtsverlies kunnen optreden.
Toen herinnerde ik me de 'transfers' die vroeger bij de plastic vliegtuig-bouwpakketjes zaten. Je knipte ze uit en weekte ze kort in een schoteltje water. Na enige tijd kon je dan de afbeelding voorzichtig vanaf het papiertje op het model schuiven. Door de waterige lijmlaag was de afbeelding kortstondig vrij gemakkelijk te positioneren. Er bleek voor modelbouwers de hun eigen 'water slide decals' willen maken, speciaal papier voor de laserprinter (en zelfs voor de inkjetprinter) te zijn. Deze speciaal geprepareerde vellen papier zijn opgebouwd uit een waterdoorlatende papieren dragerlaag waarop een wateroplosbare lijm en gelatineachtige toplaag zijn aangebracht. Er kan in een normale laserprinter direct op de toplaag worden geprint.
Het originele zuiver cylindervormige hoofdje van het fischertechnik figuurtje had ik in een eerder stadium al iets meer gecurveerd. De 3D-geprinte hoofdjes kenden dus een lichte kromming die tot kleine plooien in de ‘decal’ zouden kunnen leiden. Er is hiervoor in de handel speciale ‘Softener’ te koop waarmee de transfers plooibaar kunnen worden gemaakt. Na wat onderzoek in modelbouw-fora bleek heldere witte azijn ook uitstekende resultaten te leveren.
Uiteindelijk bleek het licht voorstrijken van het hoofdje met verdund gel-medium, en het weken van de transfer in heldere witte azijn in plaats van water het prettigst te werken. Vlak voor het opbrengen kan het oppervlak nog extra bevochtigd worden om het positioneren te vergemakkelijken. Enige voorzichtigheid is hierbij wel geboden omdat de printer-toner zich aan de buitenkant van de decal bevindt! Het gladstrijken ging, na enige oefening en met de nodige voorzichtigheid, prima met een kwastje met azijn of water. Na droging zitten de decals stevig op het kopje. Eventuele tijdens het aanbrengen opgelopen beschadigingen in de afbeelding kunnen nog met een speld met zwarte acrylverf (en een stabiele hand) worden bijgewerkt. Daarna is het hoofdje klaar voor de laatste stap: het met de hand schilderen van het kapsel en de eventuele verdere gezichtsbeharing.
Nu er een bruikbare werkwijze was voor het aanbrengen van de verschillende gezichtjes, werd het tijd de verschillende kapsels van de figuurtjes eens te bekijken. De haardrachten van de verschillende personen liepen natuurlijk flink uiteen en eigenlijk moest de conclusie worden getrokken dat het origineel ontworpen hoofdje eigenlijk alleen gebruikt kon worden voor de personen met erg weinig (of in het geheel geen) haar op het hoofd. In het team waren daarentegen diverse mensen met zeer uitgesproken en volumineuze haardrachten. Slechts geschilderd op een plat ‘hoofdje’ zouden deze kapsels waarschijnlijk niet erg herkenbaar of geloofwaardig zijn.
Omdat de uiteindelijke figuren op schaal 1:10 zo veel mogelijk moesten aanlijnen aan het bestaande, gestyleerde, fischertechnik figuurtje, viel het opplakken van draad, vilt of watten als haar eigenlijk af. Losse 3D geprinte ‘pruiken’ worden snel erg dun en zijn lastig te printen. De conclusie was dat er voor deze haardrachten beter een ‘3D-maatwerk hoofd’ zou kunnen worden gemaakt met extra volume voor het haar. Voor enkele (mannelijke) figuren volstond een ‘universeel’ model dat met de juiste uiteindelijke beschildering voldoende kon worden gepersonaliseerd, maar van drie personen zou het hoofd echter in de 3D fase reeds een uniek gevormd maatwerk moeten worden. Bij het ontwerp moest er vanzelfsprekend rekening mee worden gehouden dat lange haarlokken na assemblage van het totale figuurtje over de schouders vielen.
Op het printbed van een 3D-printer kunnen alleen vlakke oppervlakken worden geprint. Gekromde of ronde oppervlakken worden met een later te verwijderen steunconstructie geprint. Deze oppervlakken vergen nabeweking en worden meestal niet zo glad. De maatwerk-hoofdjes konden veelal ondersteboven met dergelijke steunconstructies geprint worden. Sommige figuren dragen een pet. Deze printte ik zonder steunconstructie, plat op het printbed. De gekromde klep verkeeg ik door de ‘platte klep’ naderhand voorzichtig te verhitten met een kleine piëzobrander en vervolgens met de hand te vervormen. In retrospect had deze techniek ook gebruikt kunnen worden om bijvoorbeeld gekromde haarlokken te creëren.
Na hand-decoratie van het haar en eventuele verdere gezichtsbeharing zoals baard en snor, konden de figuurtjes worden geassembleerd. HIerna werd elk figuur bespoten met een matte transparante lak. Hierdoor werden de handbeschilderingen gefixeerd en mogelijke glansverschillen van de diverse gebruikte materialen opgeheven.
Zoals hierboven reeds beschreven, is 3D-filament brozer en harder dan het plastic waarvan de originele fischertechnik figuurtjes zijn gefabriceerd. Bij het ontwerp werd hier al rekening mee gehouden, maar soms bewogen ledematen toch nog te soepel. Meestal was het aanbrengen van een kleine hoeveelheid contactlijm in de knieholte, of in de openingen voor de armen in de nek, voldoende om genoeg ‘poseer-kracht’ te herwinnen. Voor het tijdelijk poseren van de poppen in en rond het Seilbahn-model op de BUGA32 gaf ik ze kleine voetsteuntjes. Uiteindelijk zal het model permanent tentoon worden gesteld in het Fördertechnik Museum in Sinsheim. Vanaf dat moment kunnen de de figuren vanzelfsprekend meer permament worden geplaatst en bevestigd.
Op zaterdag 8 juni jongstleden was het dan eindelijk zo ver. Tijdens het aangekondigde ‘Gondel-Gala’ op de BUGA32 zouden de figuren aan de aanwezige leden van het team worden uitgereikt. Ondanks de hoge temperaturen deze dag, hadden diverse belangstellenden en sponsoren de weg naar de presentatiehal in Luisenpark gevonden. Na een inleding van Tilo en enkele ‘key-notes’ van sponsoren (o.a. fischertechnik, Doppelmayr-Garaventa en het Fördertechnik Museum) werd Tilo op passende wijze door zijn team bedankt.
Daarna konden de kleine figuren eindelijk door hun grote evenbeeld worden geadopteerd. De verrassing hiervan was vanzelfsprekend groot. De foto hiernaast toont projectleider Tilo Rust met zijn kleine evenbeeld.
Het filmpje dat ik maakte vat de uitdagingen waarvoor ik kwam te staan mooi samen. Het project gaf unieke kansen om te experimenteren met fischertechnik figuren met grote afmetingen. Het was met 200+ uur printen en zeker 50 uur handmatig decoreren een hele uitdaging, maar enorm leuk om te doen. Diverse problemen konden gaandeweg het hoofd worden geboden en de oplossing voor de gepersonaliseerde kapsels en het aanbrengen van de gezichtjes is uiteindelijk erg bruikbaar.
Met het overwinnen van elke uitdaging, zagen ik de figuren en de ‘familie’ groeien. Dat de doorlooptijd van het project vanaf de conceptie (idee) tot de geboorte (het ‘Gondel Gala’) van deze unieke figuren negen maanden besloeg, zullen we maar als een toevaligheid beschouwen. Door het bezoeken van enkele fischertechnik bijeenkomsten leerde ik tijdens deze periode diverse teamleden kennen. Onnodig te zeggen dat het me daarbij meermaals moeite kostte het geheim te bewaren tot het uiteindelijke ‘Gondel Gala’.
De geproduceerde figuren zijn zonder twijfel een uniek geschenk. In de toekomst zal ik het vormgeven van gepersonaliseerde fischertechnik figuren zeker vaker ter hand gaan nemen. Deze figuren zullen echter eerst hard aan de slag moeten op de BUGA32, alvorens ze in de toekomst in Sinsheim bij de permanente opstelling van de kabelbaan van een rustige oude dag mogen gaan genieten.