結合 MJF 和 SLS 技術，在 Legacy Effects 中讓科幻小說感覺更真實

▲Legacy Effects使用 SLS 和 MJF 3D 列印技術以及其他傳統和先進的製造技術創建了《異形：羅穆路斯》中的異形。異形手中的多個零件是用 TPU 90A 粉末印在 Fuse 1+ 30W 上的。所有照片均由 Legacy Effects 提供。

尤達寶寶、外星人羅穆路斯或鋼鐵人所喚起的情感可能涵蓋了人類情感的整個範圍，但它們之所以成為可能，只是因為我們在短時間內可以相信這些角色是真實的。通常是透過幕後所做的工作來實現，這些工作使這些角色盡可能地可愛、可怕或鼓舞人心。

幾十年來，Legacy Effects一直在歷史上最賣座鉅片的幕後工作，為超級英雄製作盔甲，或為遙遠的星系製作電子動畫。 Legacy Effects 的團隊將藝術與技術結合，創造出我們認為可能的世界，部分原因是 3D 列印是他們工作流程的基本支柱之一。 Legacy Effects 的 3D 實驗室經理 Samuel McBride 向我們講述了他們如何評估不同技術的功效，以及透過添加選擇性雷射燒結 (SLS) 3D 列印的Fuse 系列如何在他們的創作過程中開闢新的可能性。

數位時代的實際效果


▲《異形：羅穆路斯》的導演費德·阿爾瓦雷斯喜歡演員使用實體效果和電子動畫怪物，而不是電腦圖像——他們的真實存在有助於製造恐怖感，讓觀眾著迷。	▲3D 列印是 Legacy Effects 創造巨大的、具有傳奇色彩的怪物的一種方式，它可以擴展想像力，同時仍然激發非常真實的恐懼。

大多數現代影迷都熟悉演員在綠幕前表演的鏡頭，這些鏡頭中的對手將在之後添加進去。但即使在當今日益數位化的現代工作流程中，在某些情況下，對於某些導演來說，有形的場景仍然更可取。

「這取決於願景是什麼——CG 以一種更時尚、更流暢的方式移動，但對於經典風格的角色，我們使用電子動畫來實現在空間中的實體存在，」McBride說。某些導演，例如 2024 年上映的《異形：羅穆路斯》的導演費德·阿爾瓦雷斯 (Fede Alvarez) ，喜歡提供實際效果，以便演員有工作可做。 Legacy Effects 加入了這部 2024 年夏季大片，在《異形》系列第十部中設計並建造了具有傳奇色彩的外星人，正在追捕年輕的船員。

添加劑早期採用者

▲Amazon Prime 的熱門節目「輻射」包括這些 T6 動力裝甲套裝，其中多個組件由 MJF 和 SLS 3D 列印機製成。創造功能性裝甲服，既要讓演員能夠舒適地走動，又要傳達出一種厚重和不可穿透的感覺，需要多輪迭代並使用許多不同的材料。

短時間、客製化程度以及實際效果和電子動畫組件所需的有機幾何形狀使 3D 列印成為理想的工具。 Legacy Effects 很早就意識到了這一點，並使用 3D 列印已有十多年了。

「Legacy 的 3D 列印讓人回想起我來這裡之前…他們擁有巨大的 FDM 機器和PolyJet。鋼鐵人 Mark III 盔甲是電影中使用的第一套完全 3D 列印的盔甲，但當時列印速度非常慢，功能還不夠完善，」McBride 說。

身為 3D 實驗室經理，McBride 大幅提升了 Legacy 的 3D 列印能力。他們添加了用於高分辨率零件和模具的大尺寸樹脂 3D 列印機，並擴大了用於快速概念驗證模型的熔融沈積建模 (FDM) 列印機群。「3D 列印技術具有爆炸性，並且呈指數級增長。SLA 印表機變得更快，這對我們的模具有利，然後是粉末列印，這是一個巨大的飛躍，因為它實現了新的無支撐幾何形狀，」McBride 說。

粉床式燒熔技術(Powder Bed Fusion, PBF)融合 3D 列印

▲MJF 和SLS 技術都為Legacy Effects 工作流程提供了獨特的優勢- HP MJF 印表機上的大尺寸列印有助於創建大型單件裝甲，而Fuse 系列的模組化和材料多功能性為團隊提供了更多選擇和靈活性。

在 Legacy Effects，他們的 HP 500 系列 MJF 印表機與Fuse 1+ 30W和Fuse Sift配合使用。 McBride 和他的同事都是 HP 認證工程師，他們依靠 HP 大尺寸機器來製作大型尼龍裝甲和電子動畫。

添加粉床式燒熔技術融合 3D 列印技術使 McBride 的團隊能夠創建能夠真正推動電子動畫向前發展的內部組件。 SLS 和 MJF 部件堅固耐用，能夠承受巨大的負載——對於 10 英尺高的外星人來說，這已經是相當大的負載了。無支撐列印方法可實現具有晶格結構的有機形狀，從而在保持強度的同時減輕整體重量，並提供奇幻生物所需的富有想像力的形狀。

Legacy 團隊從大尺寸工業粉床熔融印表機開始：兩台來自 HP 的多噴射熔融 (MJF) 印表機。他們需要在 HP 機器上盡可能大的建造體積來製作胸板和外星人頭部等零件。這類列印需要多次迭代，將它們分解成更小的部分意味著其他部門必須幫助組裝這些部分。

「MJF 非常適合大型建造組合。我們不會創建一套試驗品並列印一千個用於零售——這些是定制的裝甲部件。如果我們批量列印工業產品，情況可能會有所不同，但對我們來說，我們將 MJF 用於非常具體的使用案例。」McBride 說。

HP 500 MJF 印表機將列印、回收、篩選和混合粉末全部整合在一台機器中，當一切順利時，這通常會使後處理變得更加容易。「這個一體化系統最大限度地提高了空間效率，這也意味著每台印表機都有更多的移動部件和更多的內部系統，所有這些都必須定期維護，」McBride 說。

但當 MJF 機器出現故障並停止生產時，團隊必須尋找另一種選擇。「在我們成為 HP 認證工程師之前，機器出現故障，我們必須等待技術支援 - 所以這是我們最初購買 Fuse 系列 SLS 印表機的動力，這對我們來說基本上是一個權宜之計，」McBride 說。

▲HP 500 系列 MJF 印表機擁有一體化系統，包括列印、篩選、回收和混合粉末，但當流程中的一個步驟出現問題時，整個操作可能會停止。當他的 HP 下降時，McBridge 添加了一台 Fuse 1+ 30W 印表機來列印尼龍臨時零件，然後當 HP 恢復正常時將其切換為 TPU 90A Powder。

當他們的 HP 機器正在進行維修時，Legacy 團隊開始在他們的 Fuse 1+ 30W 印表機上列印Nylon 12 Powder 。 McBride 和他的助手習慣了 MJF 印表機的複雜性，發現添加 Fuse 1+ 30W 印表機很容易整合到他們的工作流程中，甚至可以作為臨時保存。

「它有一個非常好的內建工作流程。使用者介面是 Formlabs 一直引以為傲的東西。指令清晰，切片軟體簡單明瞭，它為我們做了很多自動化的事情。」－Samuel McBride，Legacy Effects 3D 實驗室經理

但當 HP 機器重新上線並且再次提供大型建置空間時，McBride 決定看看 Fuse 1+ 30W 還能做什麼。他首先將工作流程切換到尼龍 11 粉末，以獲得更大的延展性，然後意識到更具彈性的東西是可能的。當TPU 90A 粉末出現時，整個工作流程發生了變化。

轉向彈性體並擴大產能

Legacy的工作需要大量客製化的軟部件。從外星動畫電子設備中的執行器，到頭盔緩衝，再到生物的類皮膚覆蓋物，柔軟的 3D 列印零件的需求不斷增加。製造方法涵蓋從 SLA 3D 列印模具到直接列印 FDM 橡膠和 TPU，但 McBride 希望嘗試一些不需要大量後處理的方法。

“問題清單一長串。如果您在 FDM 上進行，則需要進行大量清理工作，並且很難使用 TPU 線材。如果您使用的是軟樹脂，則會受到尺寸的限制，尤其是吸力的限制。然而使用Fuse，我們剛開始列印，第二天早上就有了一整桶 TPU 零件，它們不僅比其他技術更快地完成，而且沒有層紋，它們幾乎已經準備好供我們密封和塗漆。”

－Samuel McBride，Legacy Effects 3D 實驗室經理

添加 MJF HP 設備和 Fuse 1+ 30W 等 3D 列印機對於 Legacy Effects 團隊來說是一個“猴子扳手”，使他們能夠嘗試以前無法進行的設計。「在 Fuse 印表機上運行 TPU 是我們以前從未做過的事情，它打開了一扇全新的大門 - 您即將完全取代鑄造軟聚氨酯。我們可以直接從印表機上取出柔軟、靈活且輕巧的部件，」McBride 說。

▲《異形：羅穆路斯》 中的異形手擁有 TPU 90A 粉末部件，有助於改善電子動畫爪子的彎曲和收縮。

他們列印越來越多的 TPU 90A 粉末零件，不僅是因為其機械性能，還因為它使他們的工作流程變得更加輕鬆，並簡化了之前需要花費數小時的手動流程。以前，鑄造軟部件的過程意味著他們必須在 FDM 或 SLA 中建造模具，澆注聚氨酯，移除模具，然後對零件進行後處理和組裝。

憑藉完全專用於 TPU 90A 粉末的 Fuse 系列列印機，他們減少了流程中的大量勞動力。「無論您是製作鋼鐵人套裝還是輻射風格套裝，通常要獲得一套都需要一個非常漫長的過程。Fuse 系列列印機完美地簡化了我們的流程時間，」McBride說道。將 TPU 90A 粉末添加到他們的工作流程中進展非常順利，以至於他們的工作效率大幅提高，現在每月列印 10 公斤到 16 公斤的 TPU 零件。

為 SLS 成功做好準備

▲FDM 列印的 TPU 和橡膠需要大量後處理，而尺寸是樹脂橡膠鄰接材料的限制因素。 Fuse 系列上的 SLS 3D 列印 TPU 簡化了 McBride 的工作流程，並使其能夠在第二天輕鬆向團隊交付堅固、靈活的零件以進行測試或組裝。

作為長期 3D 列印機用戶和 HP 認證工程師，McBride 和他的助手並不贊成將他們的粉床熔融 3D 列印完全切換到 Fuse 系列 - 他們的工作是選擇最適合該工作的工具，目前，不同的列印工作被分派到大尺寸HP 和Fuse 1+ 30W。

對於尺寸公差，McBride 發現，當他增加Fuse 系列時，存在一個學習曲線 - 零件具有與 HP 相同的公差，但通常方向相反。 MJF 的細節、熔合劑和黏合劑增加了體積（儘管非常輕微），因此公差比原始文件略有擴大。 McBride 發現Fuse系列中的熱量導致了相同的公差，但他們必須考慮收縮而不是膨脹。「我們必須針對相關機器進行設計——兩台機器的公差都很小，我們說的是 0.001 毫米。它們非常相似，只是方向相反。」McBride說。

兩個工作流程之間的另一個區別是Fuse具有擴展的靈活性。「對於 HP 來說，整個設定需要 50 萬美元，而 Fuse 可擴展性意味著您可以只購買一個後處理設備並添加更多機器，每台機器僅需約 2 萬美元，」McBride 說道。

尋找正確的維護工作流程

雖然 McBride 和他的助手成為了HP認證的工程師，負責在預定的服務終止日期後維護他們的機器，但為 Fuse 系列找到合適的服務工作流程相對容易。「每台機器都有學習曲線，但 Fuse 的學習曲線絕對是最小的，大部分只是學習切片軟體」McBride說。

每次列印後，Legacy 團隊都會多花幾分鐘來擦拭光學鏡頭並對列印機腔體進行真空吸塵。由於多人使用機器，因此存在意外跳過建議維護的風險，因此，拆除成型平台的人負責十分鐘內的維護工作和下一次列印設定。「由於 formlabs 使機器變得更簡單，因此維護速度更快。HP並不是追求簡化的使用者介面，而是追求一體式印表機，而且它就是這樣運作的，」McBride補充。

為未來做好準備


▲這款 TPU 90A 粉末部件重量輕、堅固且靈活，符合 Legacy Effects 為 Amazon Prime 的《輻射》製作的大型 T60 動力裝甲套裝的理想品質。	▲裝甲零件採用 McBride 開發的快速內部密封方法完成。「我們可以實現看起來像皮革、錘擊金屬、結構手感和其他硬質和軟質表面，同時能夠直接列印我們自己的圖案。不需要工具或其他機器工作，只需直接列印和應用，」他說。

Legacy每天都在與科幻小說打交道，也許正因為如此，他們總是樂於嘗試新技術和工具類型。多年來，他們收集了如此多不同類型的 3D 列印機，以至於 McBride 最近實際上一直在嘗試整合他們的機群。

他希望專注於每次為他們提供服務的機器，並且需要較少的校準和調整。「由於建造尺寸的原因，我們總是需要 MJF 材料，但如果我們現在要證明什麼，就需要更多的 TPU 和彈性體，並且擁有更多的Fuse將會有巨大的幫助。當我晚上回到家時，我不會做關於列印是否會成功或失敗的噩夢，」McBride說。

Fuse 系列雖然不能讓 Legacy Effects 簡化到只需一個步驟，但它擴展了其功能並提供最少的勞動力、最終用途的彈性部件。「希望未來有更多 formlabs 產品可供我們從一台機器發展壯大，因為 Fuse 是您可以使用的最精簡的 SLS 印表機，」McBride 說。