Olas Flotadoras

Por los últimos seis meses he tenido la oportunidad de ser un Artista en Residencia en Pier 9. No es tarea sencilla describir la experiencia pero si alguna vez visitas el muelle, o si alguna vez visitas cierto lugar que nunca quieras dejar entenderás mis sentimientos.

Durante la mayoría de mi tiempo aquí, mi escritorio daba a la ventana, y detrás de ella, las mejores vistas de San Francisco. Las olas, a veces calmadas, a veces mas alebrestadas rindieron incontables horas de inspiración y no quería irme sin dar las gracias.

Step 1: Modelando Olas

Después de leer varios artículos sobre la simulación de ondas en agua (olas) aprendí varias cosas. La primera es que es mucho mas complejo de lo que parece, sobre todo si quieres que el modelo sea realista en cuanto a como rompe las olas, como salta el agua cuando chocan unas con otras y como se crean tubos momentos antes de que las olas se estrellan contra la playa.

También aprendí que no es tan difícil hacer un modelo mas sencillo, de mareas mas tranquilas, como las que normalmente veía a travez de mi ventana.

Para este modelo solo debe asumirse que la superficie del aguan no se traslada con las olas. Imagina que en la superficie del agua hay una boya, cuando la ola viene la boya sube y luego baja, pero nos se mueve hacia los lados, hacia adelante o hacia atrás. Claro que esto no va a dar el mejor modelo posible pero simplifica las cosa extremadamente. Permitiéndonos sumar muchas ondas enfocándonos punto por punto en la superficie.

Step 2: Descubriendo Formas- Todas Olas, Diferentes Estanques

Al principio tenía en mente modelar la ola mas realista que pudiera, pronto me di cuenta de que todas las olas son distintas y que no dejan de ser reales. En otras palabras podría diseñar cientos de olas y todas ser igualmente realistas. Poco a poco, la idea de hacer la forma mas abstracta me empezó a atraer con mas fuerza, empecé a enfocarme mas en encontrar una forma y no tanto en imitar.

Step 3: Desplazando El Centro De Gravedad

Algo que siempre me ha llamado la atención es como el agua busca nivelar, busca un equilibrio donde todo queda perfectamente plano, sin embargo, en el mar siempre esta lleno de movimiento y el agua nunca se esta quieta.

Desde el principio tenía en mente jugar con esta idea de equilibrio y nivel. Se me ocurrió desplazar de manera artificial el centro de gravedad de la escultura, de tal manera que se pudiera sostener en un solo punto, lejos de donde lo tendías imaginado.

La idea era hacer la escultura mas delgada en ciertos puntos y mas ancha en otros, pero hacerlo de tal manera de que fuera difícil de distinguir las diferencias. Para esto exploré varios perfiles, escondiendo cuanta mas masa posible en un lado de la escultura para cargar el peso hacia ese lado. Dibujé diferentes degradados y luego dependiendo del color de cada pixel asignaba mas o menos espesor a ese lado de la escultura. En las imágenes se ve como se desplaza el centro de gravedad de acuerdo a diferentes valores.

**El programa esta adjunto**

Step 4: Creando Superficies De Puntos- Meshlab

Al guardar los puntos en el Wave_Generator, se exportan dos listas, una para la superficie superior y otra para la superficie inferior (piso o floor). El problema es que estas listas solo contienen la información de los vertices.

Meshlab es uno de mis programas favoritos, en parte por que es gratis pero también por que puedes hacer cosas increíbles con meshes. En este caso crear superficies basadas en solo puntos. Primero hay que calcular las normales (compute normals from point sets), después puedes (re)construir la superficie (surface reconstruction: Ball Pivoting), los valores sugeridos funcionan muy bien la mayoría de las veces. En ocaciones es necesario invertir las normales para que estén apuntando hacia afuera de la pieza.

Exporta las superficies como dos .stl separados.

Step 5: Creando Un Solido- Rhinoceros

Descubrir como unir ambas superficies para hacer un solo objeto me tomó algo de tiempo pero resulta ser muy fácil usando Rhino, solo hay que importar ambas superficies, extraer las orillas (extract edges from mesh), hacer un loft de ambas orillas (loft), y después unir todas las superficies (join).

De aqui puede exportar un stl pero es muy probable que no este listo para ser impreso, antes habra que arreglar algunos detalles. Yo usé Magics por que tenemos una licencia aquí en el muelle pero si no puedes usar netfab o inclusive hacerlo dentro de rhino.

Step 6: Prueba Numero Uno- Impresión 3D

Dependiendo la impresora que uses tenderás que ajustar la forma si quieres que se balance como lo tenias en mente. Lo que pasa es que este modelo asume que esta hecho de una densidad uniforme, y muchas impresoras imprimen partes huecas por lo que el centro de gravedad se va a desplazar.

Yo estaba usando una de las Connex 500 que imprimen sólidos, por lo que minutos después de terminar imprimiendo la escultura flotaba sujeta desde un hilo.

Step 7: Mecanizado- Inventor HSM & Haas

Este paso toma algo de tiempo pero bien lo vale. Primero usé Inventor HSM para genera las sendas de la herramientas. Sin duda la parte mas compleja es girar la pieza una vez mecanizado el primer lado. Para esto tuve que imprimir unas costillas para soportar la pieza y mantener una superficie plana para poder registrar la pieza contra las mordazas. En el proceso rompí un par de herramientas pero parte de lo increíble de este lugar es el soporte que nos dan para aprender y la oportunidad que nos dan para cometer errores.

Step 8: Fin

Espero te haya y te animes a hacer una :)