2009年7月22日 星期三
2009年7月3日 星期五
1/8翔昇座艙模型製程報導(一)
民國97年9月初,敝人受聘漢翔公司擔任技術顧問期間.奉命為漢翔公司承造1/8翔昇計劃座艙模型.單座3組雙座1組.其中單座1組並於97年12月〝經國號〞戰機出廠20週年紀念大典中呈獻馬總統,由於事涉公司形象.茲事體大,敝人受命後立即依材質劃分三類,除膠板材料組合部分為敝人全程趕工完成外.並親自設計及督導光影蝕刻片及精密水貼紙之外包製作,兵分三路,分進合擊,並於12月28日中午完工.於下午經國號出廠20週年紀念大典中,由漢翔邢董事長呈獻馬總統(如圖),並於儀式結束後繼續加強檢整半個月,於98年元月13日經國先生逝世紀念日,由李適彰特助送達總統府,正式列冊收藏,以下為整個過程的說明:
一.準備工作
做模型最基本的要求就是比例尺的精準,如果比例不對,尺寸錯誤,就算手工再棒也失去”比例模型”的意義,為了確保精準度,基本的俯視,左右側視,各角度立體圖,剖面圖都是必須的.一般人習慣用影印機縮放圖稿,但其實影印機在縮放功能時,整個變形度非常大,對講究精確的專業模型是絕對禁忌的,必須由專業製圖機直接印在不具伸縮性的圖紙上,才能確保尺寸的精準,再以游標尺量測無誤後才能使用.許多圖檔看起來很好,但一經量測卻問題層出不窮,讓工程單位也很頭痛,但為了精準度也只好如此.
由於“翔昇”本身只是一個實驗改良計劃,雖然有實機可考,但因為並非量產標準機型,因此很多裝備零件的配置,都並未正式定位,因此常有配置不一及修改的情形,例如,儀表板的照明燈就有正反兩種裝法,讓人莫衷是一,而抬頭顯示器更是離譜.原廠的工程圖竟然與實際的外型完全不一樣,就連使用了廿多年的馬丁貝克彈射座椅.都沒有正確尺寸的側視圖,而是提供"基本尺寸"相同的早期型圖示.但實際上,頂端斗型傘艙的部份是完全不同,彈射椅底部的紅色衝壓火箭管路,更是完全相反的配置.
但幸好工程部門又提供了一具教學用彈射座椅的實體,雖然上面很多小配件都已拆除不見,而且部份零組件與實際量產型亦不同.甚至連救生艇外箱都有好幾種改良型式,但最起碼對於座椅基本結構的了解,提供了一個絕佳的教材,畢竟全世界很少有人可以在工作室內擺著一具彈射座椅實體來製作模型.
但你以為要做一個座艙模型這樣就夠了嗎?答案是錯的.因為還要上飛機拍上好幾百張的照片.每個部分都必須上.下.左.右.前.後.遠.中.近各種角度拍攝,並將廣角鏡頭近拍造成的變形因素列入考量,但還有更多的小地方是鏡頭拍不到.軟尺或小鐵尺量不到的死角.這些都會影響到模型的精確度,需要花上許多時間來考量和分析,才能動手施工,以這個模型經過了半年趕工完成,每天16小時,每月只休2天,折算成每週44小時標準工時,幾乎是1年2個月的工期,然而其中有1/3的時間.用在結構分析,材料試驗和選取,另外1/3的時間則用在進階改良,強化結構和瑕疵修正,真正的施工時間其實也只有1/3(4個多月)。
一般人做模型都是買現成的材料回來按圖組裝,再噴個漆就好了.如果能再自行改刻凹線或打鉚釘,或改造幾個零件,就已經是不簡單了.但製作這個模型對我們而言,卻和打造一個真的彈射椅相去不遠.除了材質,功能不同,其他的外觀,配置,幾乎是相當.連施工順序都相當類似,必須先從彈射筒及主樑做起,再做座椅主體及斗型傘艙,再做各項零附件,最後再組裝各項管路線條,甚至座椅底下看不到的衝壓火箭都仿真展現.
二.產品特性
平常做飛機模型時,最大比例多是1/32,連1/24都很少,一顆直徑0.8公分的螺絲頭,按比例縮小1/32後只剩0.25公厘.因此只能用針尖戳洞來代表鉚釘,但1/8的模型在比例上可是"大隻佬",那些鉚釘,螺絲,螺帽雖然難做,但在理論上卻是絕對可行的,既然理論可行,那麼就得試試看,拜現代科技之賜,蝕刻片竟然把直徑1公厘的一字,十字,卍字,六方形螺絲帽都能清楚呈現並成型.但別高興的太早,因為,這才是災難的開始......
想想看1公厘直徑大小,厚0.3公厘的零件,要把它從模型骨架上取下來,再修掉水口邊,這光用手拿都很難了,更何況要打磨水口邊,更別提它不是塑膠的,而是金屬的(銅或不鏽鋼).費盡心機打磨好,再小心翼翼的黏好,一個零件總要花上十多分鐘,萬一夾子沒夾好彈掉了.那全部的心血就白搞了.一切重來,而且這不是一.兩顆,而是好幾百顆……
這個模型最困難的部份,就在於完全是從無到有,沒有任何相同或類似的模型可供參考或修改,完全必須自創.如果只做一個也較好辦.但偏偏要做上三.四個,於是又得加上翻模複製的考量.雖是用矽膠軟模成型,但彈射座椅上有許多複雜的管線和機件,都是脫模的阻礙,矽膠成型又有最薄厚度的限制,許多零件若太薄也無法成型,太厚又會失真.這許許多多的因素加入後,整個模型的製作就會變得非常的複雜.
當初這個承辦單位原本有意外包,請廠商以CNC製作.但因3組座艙要價五,六十萬,覺得太貴而打消,但實際上如果真要以做模型的品質來要求,CNC根本不可能做到,光一個彈射座椅就是大問題,因為當初是外購的,根本不可能有模線數據資料,如果要建立,就必須用〝逆向工程〞掃描還原,再重建數據資料.那光逆向工程的費用可能都不只五,六十萬,可能還要加一,兩倍.因為彈射座椅上有太多的零件是倒勾角或死角區.如要測量清楚,就必須拆卸下來,那就真的是大工程了.而且不拆零件,CNC無法銑製倒勾角,拆除後零件又可能太小無法施工,更別提銑刀銑出來的都是〝R角〞(圓角)而許多地方卻必須是銳角.直角,再者一字.十字.卍字螺絲頭.六角形螺桿.螺帽這些直徑只有一公厘上下的形狀,除了光影蝕刻,CNC也不可能辦得到!
為了確保模型的精準度,我們投入了相當大的人力和經費來製作"翔昇 "座艙專用水貼紙,及開發全球模型界首創的〝厚片式〞光學蝕刻片,詳細說明如下:
要製作一套精準高品質的水貼紙,需要非常繁複的手續,首先要拍下標的物清楚正垂直投影圖檔,並量出正確尺寸,如果無法正垂直拍攝,就要多拍兩張測視圖以供參考,接著將正確形狀以手工繪出,並標明縮小至1/8時的正確尺寸及顏色,交由電腦製圖人員以電腦繪出正式圖檔,並校稿,接著電腦打樣,再校稿,再打樣。
好的水貼紙有四項特點:
1. 貼紙薄,黏性強,不易破碎。
2. 油墨遮蓋力強,厚度薄,色彩呈高飽和度。
3. 印刷清晰,細微末節都能清楚呈現。
4. 保存期限長。
上述第2項,當貼紙在深色系模型上時,貼紙的油墨如遮蓋力強,色彩呈現飽和度時,淺色系如白.黃等色會特別顯眼,而非顏色暗沉。
上述第3項,印刷清晰更是一門學問,首先印刷用的網版需用極細網目,以本次製作內多為警告及說明文字而言,最細小的字體為0.35公厘,今年四.五月時統一超商在推集點正品時的點數小貼紙,每張小貼紙上白色”1”字,它的輪廓周圍都是密密麻麻的黑點,用放大鏡仔細看清楚,原來都是”7-ELEVEN”的重複商標,它就是0.35公釐的大小,這樣小的字體對平板印刷而言還好,但對網版印刷就比較麻煩,在製版時如果字體做粗些,可能印起來就糊掉了,字體太細可能又印不出來,,更要考慮深色會”吃”淺色的問題,這些都是百分百高難度的技術問題,一般的模型迷只看到貼紙漂亮,但真正的困難度,有幾個人了解呢?
一般量產模型蝕刻片有幾個特性.
1. 圖案種類不多,不論大小,一般零件數量在10個以下.
2. 體積不大,一般都在10*10公分以下,再由此拼板成一大張,每一版面積約30*45公分.
3. 基本量在500-1000大張以上,價格才能壓低.
4. 蝕刻片厚度僅0.1至0.15公厘,容易生產,品質穩定.
和以上相比,我們卻剛好完全相反,大小圖案多達三百多個.非常複雜,光作電腦圖檔就花了一個月的時間,厚度則是0.3,0.5,0.7公厘三種,數量更少:打樣這種高難度,卻沒量的工作,根本沒廠商願意做,最後是透過關係才找到廠商完成,但龐大的製圖成本真的很嚇人.
再者,一般市售的蝕刻片厚度都在0.1~0.15公厘厚,取其容易施工,但蝕刻片真正困難的部份是在越厚越容易出問題,如一個細體的”5字”蝕刻,如果單面腐蝕達0.4公厘以上,可能會變成粗體的”S”字,甚至再加深可能變成一個大逗號”,”或大黑點”●”,這是化學蝕刻時間越久越易失控的特性,但為了達到精緻和標準化的品質要求,經過多次的失敗和改良後.我們終於製做出高品質且獨步全球的厚片蝕刻片.
其中最經典的部份在於抬頭顯示器下方的字屏顯示幕,我們把它縮小到0.3公分乘1 公分的大小,竟然能清晰呈現100多個英文字母,不但如此,一般為求顯示蝕刻效果,蝕刻的寬度和深度都很淺,即使用專業的模型漆都很難附著,因為螢幕底色是黑色或深綠色,這麼細小的英文字要顯示清楚亮黃色字體,它的塗層就必須有相當的厚度,如果薄薄一層黃色漆,在視覺上就會被黑色底色吃掉,但要塗厚卻非常困難,因為字字相連很容易就糊掉了,但經過多次的失敗之後,我們終於將亮黃色塗佈完成,清晰的呈現字幕的感覺。
蝕刻片內容
1. 座艙內各式旋鈕30餘種.
2. 六方形螺桿頭,螺帽各式尺寸20餘種.
3. 卍字,十字,一字螺絲頭各式尺寸約100種
4. 照後鏡各式尺寸6種.
5. 彈射椅五金扣件各式尺寸20種.
6. 座艙起爆線大小尺寸3種.
7. 各儀表板,廊板及零附件50種.
8. 腳踏板.
水貼紙內容
1. 國旗大小各一.
2. 飛行員各式布章及少校肩章.
3. 機件貼紙.
4. 各式警告性標識,銘板,說明文字40個.
斗型傘特寫(米黃色為第一代原件:灰色為改良型第二代元件)
彈射座椅火箭主體(米黃色為第一代原件:灰色為改良型第二代元件)
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