SMART DOLL製作過程

POSTED BY DANNY CHOO On 周二 2013/01/01 14:42 JST in smartdoll

於日本設計、生產和組裝

儘管在海外生產SMART DOLL的身體可以節省不少成本,但在最終我還是決定選用日本的生產商 ── 雖然成本更高。
為了生產SMART DOLL的各種零件,我走遍了全日本,和不同地區的生產商合作。雖然成本偏高,但這裡的工藝確實是頂級質量。也因為如此,我可以省下飛往外國監督質量的時間來做別的事。

下面,我將分享SMART DOLL的製作流程,希望這不僅能讓你們更了解SMART DOLL,也能為想要製作東西的朋友提供一些知識。

以下內容可能會有點煩悶,但你若有興趣製作東西,這些技巧會對你非常有幫助。

設計與模具準備

1. 我們用來塑造娃娃身體的軟件是一款名為“ZBrush”的3D軟件。

2. 將ZBrush的數據導入3D Max做調整,確保整個身體可動。

3. 骨架方面我們使用了兩個CAD軟件 ── SolidWorksPro/ENGINEER

4. 臉部首先是以左右鏡像製成,然後再手動調整某些細節,讓整張臉不那麼對稱。

5. 我們使用了Netfabb來準備打印數據。

6. 以前,我是用來位於東京的印刷公司Digimode來打印我的3D模型 ── 我只須提交STL數據,然後幾天後就能收到我的部件了。

7. Digimode使用的是Envisiontec Ultra快速成型機。

8. 圖中胸圍底下的支撐叫“Support Structure”,後期會動手掰斷,殘留下來的部份則剪掉或是用砂紙磨掉。

9. 這是我第一次完整地看到自己製作出來的東西 ^o^。下一步將在下一個環節“軟乙烯基模具準備”中分享。

10. 現在外殼的數據已經準備好了,我們須要根據打印出來的3D外殼調整內部框架。

11. 我們須要一台可以打印尼龍的3D打印機,因為尼龍是最適合來觀察關節磨合情況的材質。

12. 我們會再次根據打印出來的3D模型,對數據進行調整。然後重複一百次,直到我們對設計感到滿意。

13. 內部框架將以注塑成型技術製作,所以我們也須要準備好數據。這個過程比我想像中的還要複雜很多,要注意的地方也很多 ── 如材料流動,冷卻水平,起皺,翹曲,模具溫度,注射壓力等等等 ── 了解這一切,就是為了知道要在哪個位置放置部位和澆口。

14. 過了一段時間后,我們也添置了自己的3D打印機,并開始用於製作過程中(測評在此)。就和從前一樣,我們得準備部件的STL數據,然後用PreForm將數據上傳到打印機。

15. 往打印機內倒入透明樹脂。

16. 機器內的紫外激光會直射樹枝槽的底部凝固樹脂。

17. 這隻手的打印時間可介於2至6小時,一切得視厚度而定。

18. 打印好后,就得把成品從底板上取下。

19. 若要用於娃娃的生產過程中,我首先得將支撐切除,然後用砂紙將表面磨平,為下一步的鑄件(Casting)做準備。我的目標是製作一個銅模,用來大量生產軟乙烯基。

20. 與一同設計骨架的Miyata Noriaki合照。

軟乙烯基模具準備

繼續上一節的內容,現在我們來看看軟乙烯基外殼的模具是如何製成的。

1. 利用上一節提到的3D印製部件,我們現在就要來製作矽膠模具,然後再使用這個模具製作大量的蠟模型。將兩塊矽膠模具綁到一起,再倒入熱蠟。

2. 等熱蠟冷卻凝固後,我們就能將蠟取出。請注意現在手腕上還連接著一個漏斗 —— 這是為了讓我們倒入液體形態的軟乙烯基,製作成模型。

3. 剛從矽膠模具取出的蠟表面相當粗糙,所以這時我們就必須將其磨平 —— 若蠟上有任何不平滑的地方,那做出來的模型也會變得粗糙。

4. 下一步就要通過電鑄將蠟製作成模具。每個部件都得噴上一層石墨來加強導電度。

5. 每個部件都必須套上銅絲,然後吊起晾乾。

6. 等石墨幹了之後,這些模型就會被浸泡在電解液裡頭,銅便會開始慢慢沉積在心軸的表面。

7. 有些較大型的蠟可能要花上一個星期才能完成電鑄過程 —— 完成之後,師傅就會將裡頭的蠟加熱融化,然後倒掉。

8. 之後,銅模具就會被焊接到一個名為“Frypan”的金屬板上。

9. 我們目前只有一套模具,但我發現一套根本不足以應付需求 ><。

10. 接下來這一步工序叫做“空壳铸造”(slush casting)。我們會在這一步將液體軟乙烯基倒入模具裡。我們所使用的軟膠和市面上其他軟膠娃娃的材質是一樣的,不會對人體造成任何危害 —— 除非你將食用!

11. 在液體軟乙烯基被倒入的過程中,氣泡會產生 —— 這時我們就利用離心分離機(centrifugal separator)以旋轉大約30秒的方式來除去氣泡。

12. 儘管如此,為了避免一些頑固的氣泡留下,他們會以蠻力去除這些氣泡 —— 隆重介紹除氧器(deaerator),顧名思義就是會將所有氧氣都去除。

13. 模具被放入溫度介於180至190攝氏度的油中。浸泡的時間會影響娃娃的厚度。熱度會滲透模具,將最靠近模具的軟乙烯基凝固。

14. 銅模具被放入冷水降溫。

15. 等模具冷卻之後,我們就要拉出裡頭的軟乙烯基模型 —— 太早拉出,可能會導致模型被拉長,但太晚拉出,模型又會變得太硬,甚至損壞。

16. 模具會被裝上了鐵圈 —— 鐵圈的角度嚴重影響著拉出模型的質量。

17. 拉出一個手部模型 —— 我們須要將多餘的部分切除。

18. 和模型製造商Kamijo的老闆合照,他們曾憑著模型傑出的質量贏得不少獎項。

19. 這個雖然和軟乙烯基沒有太大關係,但我還會想讓你們看看我們是如何製作骨架原型的 —— 使用矽膠模具複製這些3D印製品。

20. 這些樹膠部件已經完成了。

接續“設計與模具準備”的內容,現在我們就要來製作注塑成型所須用到的模具 ── 我做過最複雜的東西 ><。

注塑模具準備

1. 我選擇和一家設在東京的日本公司“Muto”合作 ── 這是我們第一次開會商討部件的佈局和各種安排。要製作一個注塑模具相當困難,為了避免翹曲變形、起皺等問題,我們必須不斷調整設計。

2. 待準備過程完成後,我就得出發到Muto位於山形縣的工廠視察製作過程。

3. 注塑模具非常大!而且也很貴 ><。我從來就沒有收過一張金額高達16萬美元的發票 ^^;。但在製作完模具之後,我終於明白為什麼需要那麼高額的製作費 ── 這些錢不僅是用於支付兩塊鐵,更多是在製作模具時所須的技巧和知識。

4. 我們的模具在成型中 ── 整個雕刻過程可能須要花上好幾個星期才能完成。

5. 圖中底部的圓圈是在推出模具時,頂桿留下的痕跡,很多產品的痕跡都被隱藏在隱蔽的地方。

6. 我們的模具是分不同部位製作的,這是為了方便將來替換部位。那些內有轉軸的管狀部件會被放置在模具的側邊,我們稱這些部件為“Slide”。多餘的模具會透過這個slide被放入到模具中。

7. 我们的注塑模具完成了!接下來就要訂購粒料。

8. 但在訂購之前,我首先得選擇適用的顏色。我會將外殼的樣品郵寄給廠家,然後他們會寄回一個根據我要求所制的彩板。

9. 至於脊柱部份,我使用了市面上現有的JETON關節。我會根據彩板的顏色,訂購一些同色的JETON關節。

10. 配色是個麻煩的過程,因為不同顏色在不同的燈光環境下會呈現不同色調。

11. 收到粒料之後,我就將這些粒料放入注塑機中加入熔化。最後,再將熔化的粒料注入到同樣被加熱的模具中。

12. 將材料注入後,模具就會打開。這時我們就要以頂桿將部件推出。

13. 轉輪關節(runner)上的模型大小會根據注射成型過程所使用的數據改變,如溫度、壓力和速度等等。

14. 因此,儘管我們是依照規格製作模具,但還是要花上好幾個月去不斷調整數據,使整個骨架能完美契合。

15. 我們在製作過程中進行了數千次的實驗,造成了不少浪費,但這些浪費都是有必要的。所有用於測試的部件均根據日本法律回收處理。

16. 若要確保有所部件都能完美匹配,我們就得在幾個月內組裝好數百套骨架測試。

17. 我們也在所有關節點上塗上了潤滑脂,確保關節即堅硬又能做出流暢的動作。開始的時候,潤滑脂可能會時不時滲出表面 ── 這時只須應紙巾擦拭掉即可。

18. 我們所要完成的不僅是組裝骨架 ── 還得將骨架置入外殼,以確保一切大小適合。通過這個測試,我們就能知道須要修改哪些外殼模具。

19. 第一批完成的是T1。我們每完成一批就會增加一。最終版本為T7。

20. Mirai Frame是以聚甲醛(Polyoxymethylene,簡稱POM)製成的。這種材料以其強度,硬度和剛度聞名。

單獨出售骨架也在計劃之內,因此我才特地一些手部和頭來搭配這個骨架 ── 這些手部和頭只配以骨架售賣。

面部及眼部開發

在整個製作過程中,一大半的時間都是用來確保我們可以做出一個擁有可愛臉蛋的娃娃!

1. 面部是根據日本插畫家Iizuki Tasuku-sensei所繪製的末永未來設計的。

2. 面部最重要的部分是眼睛,所以我特別想想製作一雙特別的眼睛。漸變,高亮位置和顏色的些許改變就會為整體帶來全然不同的感覺。

3. 眼睛是用Photoshop設計的。

4. 屏幕上看到的總是和實物有些許不同,所以為了確保成品符合我們的要求,我們將所有的瞳孔都打印在相紙上,並且一個個剪出。

5. 我們在這裡也同樣須要製作一個模具,這次使用的是矽膠。

6. 往矽膠倒入硬化劑。

7. 將打印出來的瞳孔朝下放置在矽膠模具上,然後再往裡頭倒入透明樹脂。最後再加入白樹脂。這步就算完成了。

8. 我們就這樣重複以上過程,直到製作出我滿意的樣子。

9. 瞳孔顏色的些許改變就會使面部有全新的感覺。

10. 現在讓我們來看一看面部的上色過程。最初,我們原本是製作了彩妝原型 —— 請來了達人Ronronshuka-san幫忙。

11. 當時一共製作了幾款彩妝,然後我再從中挑選一個加以改良。

12. 為了方便我向各方發送指示,我一般都是使用monosnapFireworks來協助我。

13. 設計出令我滿意的面部後,我們就須要製作臉部模板。臉部模板可以通過電鍍製作,銅被鍍覆到頭部上,形成一個模具 —— 然後再以蝕刻的方式讓模具的設計和面部原型一樣。

14. 面部模具的數量依使用的顏色數量而定。

15. 如圖所示,我們會將模具放置在娃娃的面部上,然後進行噴漆工作。雖然這比純手工上色更省時間,但這一步依然須要依賴人力,無法像人形一樣通過機器上色。

16. 在我們將頭部送去上色前,我們得先將眼窩和其他多餘的部分切除,然後打磨眼窩的內部,以確保線條符合眼睛的輪廓。

17. 頭部正在進行上色,眼窩內部同樣也會上色。上色均在東京的葛飾區完成。

18. 上好色的頭部完成後,我須要仔細審核及檢查它們。若漆面有稍稍不對,我就會把頭部送回,讓工廠重新上色。但我還是會收起其中一些作製作和展示用途。

19. 我們須要將眼睛植入頭部。這裡,我們採用了Blu-tac,方便你們將來替換其他眼睛 —— 我們將會推出自己品牌的娃娃眼睛。你也可以使用第三方的眼睛,只須選擇22mm的即可使用。在此,我們也會同時為未來的髮夾裝上磁鐵。

我特地將眼睛擺得稍微有點向內,因為我覺得這樣更可愛 ^^;。如果你不喜歡鬥雞眼的女生,入手后大可以自己進行調整。

20. 面部完成,實在太可愛了!

假髮和髮夾開發

作為一個時尚娃娃,未來會配以一套可替換的假髮,方便你們將來給娃娃換上新假髮(我們也正在開發自己的品牌)。未來使用的是小碼的頭部,所以請購買頭圍21cm適用的假髮。

1. 要大量生產這些假髮,我首先還需要製作一個原型。我會找一個我喜歡的第三方假髮,然後通過mono snap將指示發給假髮生產商。

2. 韓國的樹脂娃娃行業相當發達,所製造的假髮和服裝質量也非常高。當年我上大學的時候,除了修讀日語,也學習了韓語,但我從來沒想過會在生意上使用到韓語 ^^。

話說回來,圖中是一些製作假髮要用到的合成纖維。

3. 接下來就要將合成纖維縫到一條薄帶上。

4. 然後再將薄帶縫到頭蓋上。

5. 這時,合成纖維都是豎起來的,讓未來看上去像個瘋婆子 ── 我們會使用黑管噴出來的熱蒸汽將未來的頭髮整理好。整理好頭髮,我們就會編辮子。

6. 廠商每完成一個樣品,我就會對樣品作出評價,然後他們再依據我的要求作出修改 ── 這個過程應該重複了5次 ^^;。

7. 我們的假髮採用了耐熱合成纖維,所以你們也可以自由使用捲髮器幫未來設計髮型。

8. 接下來是髮夾的開發。我將這個部件留到最後才做,因為我想找一個既不會弄亂頭髮也可以固定髮夾的方法。

9. 決定了髮夾的大小,我就用3D軟件建模。

10. 之後,再使用辦公室的3D打印機打印出來,看看尺寸是否真的適合。

11. 大小相當適合,所以下來就是要使用同樣的材料製作出成品。於是,我將數據電郵給了Protomold

12. 我最初是想以這樣的方式固定髮夾,但後倆發現操作起來不僅麻煩,還有可能會刮傷娃娃的側臉。

13. 最後我們想出了以此貼固定的方法,於是又將修改後的數據發給Protomold大量生產。

14. 這是裝上磁鐵後的成品。

15. 未來和她標誌性的髮夾 ── 這款髮夾會較容易脫落,所以外出的時候最好將髮夾拿下,要拍照時再給她戴上。

16. 這個磁鐵的磁力很強,即使隔著無簷小便帽也能固定在頭上。

17. 可替換的假髮為消費者提供了更多選擇。設計一款屬於自己的未來吧 ^^。

18. 我們目前正在開發一系列屬於自己品牌的假髮。

19. 這個假髮系列名為“Wiggly Wigs”。

20. 齊肩頭髮的未來也好好看啊!

服裝與鞋子開發

SMART DOLL的所有服裝都是由我親自設計。當然也請來了娃娃服裝裁縫師協助 ── 其中Puppy DollsMurasaki.me更成為了SMART DOLL的官方裁縫師。若你想為你的SMART DOLL定製任何東西,那就快快聯繫他們吧!

1. 這是會配以未來SMART DOLL的休閒套裝 ── 圖中的是成品,不是原型。

2. 製作服裝最困難的就是選色和選布料 ── 其中一個原因就是我想要的不一定能隨時買到,有些東西是有季節性的。我一般會到位於東京的Tomato尋找需要的布料。

3. 改良T恤中。這款T恤由我和Murasaki.me聯合設計,她也售賣其他娃娃適合穿的同款成品。

4. 未來-chan和我到首爾視察製作過程。

5. 我覺得你們一定也會喜歡未來的喇叭牛仔褲的 ── 未來穿起來簡直太好看了。PuppyDolls參與了原型的製作。

6. 牛仔褲的表面呈現一種磨損的感覺 ── 漂白後正在晾乾的褲子。

7. 未來穿上休閒服,準備出門啦!啊 ── 圖中的腰帶不包括在套裝內 ^^。我原本覺得配上腰帶會很好看,但後來發現綁上腰帶會使T恤顯短。

8. 至於鞋子的開發,我們利用了3D原型製作技術來完成。想要製作鞋子的話,我們就必須先做一個楦頭 ── 腳板形狀的模具 ── 可通過3D軟件完成。

9. 用我們的3D打印機打印楦頭。

10. 塗上底漆之後,將楦頭磨平。

11. 楦頭的最終設計,即將用來製成模具 ── 這部份,我們找了RC Berg來製作。

12. RC Berg根據我提供的原型,製作矽膠楦頭 ── 之後我們就能用這個矽膠楦頭來大量生產鞋子 ── 目前,我們每個月只能生產400雙鞋子,但會逐步增加。

13. SMART DOLL的鞋子的製作過程和人的鞋子一樣 ── 我對鞋子的質量感到非常滿意。

14. 鞋子是在爸爸朋友位於馬來西亞的工作室製作的。

15. 順便介紹下我的背景,我的父親是名鞋子設計師,大家都稱他為拿督周仰傑(Jimmy Choo)。在我年輕的時候,曾在父親的工作室學習兼打工,也曾為戴安娜王妃等知名人物製作鞋子。

儘管最後我們沒有一起設計人穿的鞋子 ── 但始終都成為了鞋子設計師 ── 雖然我的是娃娃鞋 ^^。

16. 我目前也在開發一系列娃娃鞋 ── 圖中是一些樣品。

17. 我真的想要請一個全職員工來管理所有服飾的設計和製作,但現在既然還沒找到人,就只能自己一手包辦了。圖中的我正在調整夏季校服。這套校服一向難搞,因為其設計融入了大量的動漫元素 ^^;。

18. 夏季校服的樣品。

19. 配以夏季校服的橙色條紋小褲褲。

20. 穿著夏季校服的未來 ── 這裡使用的是大碼胸圍,但我將來會先推出適合小碼胸圍的成品。

組裝和運輸

下面還有更多內容 ^^;。

1. 所有組裝和運輸工作都在我家進行。當所有注塑骨架一起送達,一樓整層都被大大的箱子塞滿了 ><。

2. 開箱 —— 一個骨架由兩套支架的部件組成。

3. 我們需要仔細檢查每套支架,確保沒有瑕疵。

4. 箱子實在太佔位子了,所以我們重新將所有部件分類包裝,以減少箱子的使用。我們使用的是宜家的小型托盤,這被我們稱為分類托盤。

5. 先把部件掰下來,然後組裝的時候再將轉輪多餘的部分剪掉。

6. 分類并包裝完後,辦公室一樓瞬間變得比之前空曠,生產線也更有效率了。

7. 下一步就要來組裝部件 —— 喜歡組裝鋼普拉的朋友應該會喜歡這一步。我們在組裝骨架時會用到螺絲,這是為了讓骨架更堅固。

組裝過程也包括給各部位圖上潤滑脂,將轉輪多餘的部分剪掉以及磨平轉輪的痕跡。

8. 圖中有些部件是有光澤的,但有些卻沒有 —— 這是我特意選了一些部位進行噴砂,如腕關節、肘關節和踝關節的部分 —— 這是讓這些部位看起來和軟乙烯基外殼一樣。

9. 骨架組裝好後,我們就會把它放回同樣的塑料袋里。

10. 現在讓我們來看看軟乙烯基的準備過程 —— 來到了一家位於葛飾區的工廠。

11. 來到這裡的第一件事就是檢查部件。我在其中一節提到了氣泡的問題 —— 有大氣泡的部件都被我拒收了,只有那些在隱蔽部位有超小型氣泡的部件可以過關 —— 但這種情況很少發生,有時可能是在胸部後方有一個0.02mm寬的小氣泡 —— 偏好表面一塵不染的朋友應該避免購買SMART DOLL。

我也會拒收有皺褶或黑色大點的部件 —— 但若是像美人痣一樣的黑點,我就能接受,因為我覺得還挺可愛的。況且,我們人類也會有痣 —— 偏好表面一塵不染的朋友應該避免購買SMART DOLL。

若黑點看起來像是灰塵,或落在鼻子等明顯面部部位,我一般上也不會接收。只有那些在表層底下的黑點才會看上去像美人痣。

目前從事搪塑鑄造業的業者也對黑點的出現感到疑惑,但我認為這或許是上帝在為我們創造美好而獨特的未來 ^^;。拜託,甚至還有人會特意去點上美人痣。

12. 除了黑點的問題,我們也會因為其他原因而拒收某些部件。當這種情況出現,我們就會重複製作 —— 這一步雖然相當關鍵,但也非常耗時。

13. 一旦製作出可過關的部件,我們就會將多餘的部分切除 —— 先把軟乙烯基部件加熱,然後用美工刀切除。這雖然看似容易,但要切得像機器切的一樣工整都非常困難的。目前只有我和另一個團隊成員能做到。

困難的地方在於我們無法將部件放置在切割墊上切除,而是在握在半空中切。
若你覺得自己可以勝任這份工作,請聯繫我!我正在尋找全職員工。

14. 剛處理好的胸圍 —— 左邊的是中碼胸圍,右邊的是大碼胸圍 —— 大碼胸圍的側面更有料。

15. 接下來,我們就要把骨架放入軟乙烯基外殼。最後再把位於軀幹後的Smart Support Socket的蓋子蓋上就算完成了。

16. 圖中是一些已完成的Smart Body。

17. 配以的伸縮支架也須要手動組裝。我們放棄了膠水,而採用了神奇的Blu-tac。這是為了方便大家將來改裝支架。

18. 下一步就是要為未來穿上衣服。牛仔褲會有點貼身,因為我實在想展示她的線條。鞋子也會有點緊,因為我不想你們帶著未來出門一趟回家後發現鞋子不見了。

19. 就快完成了!現在就要來準備包裝盒,并將配以的明信片裝入白色信封內,然後放到包裝盒內充當標徽。我估計包裝盒的設計會一直改變。

20. 最後就是打包,并通過EMS將未來郵寄給你們。由於我們的電子商務平台還未完成,手動的paypal付款方式遇到了瓶頸。

你們收到的SMART DOLL的包裝盒可能會與圖中透明的包裝盒不同,因為當初設計這款包裝盒是考慮到將來在店內展示。我們也會根據顧客們的寶貴意見,不斷改善包裝和包裝方法 —— 但我們也要將盒子的重量列入考量因素,因為這會直接影響郵費。

其實我還有很多東西沒機會提到 —— 如供應商日程安排的管理、全職人員和兼職人員的管理、、工作流程和庫存的優化、溫度的控制,以及泡沫包裝、包裝盒、不干膠、膠帶、刀片、緞帶、塑料包裝袋、外科手套等小東西的管理。當然還有整個項目的財務。

總之,你們現在應該已經對未來的誕生過程有了一定的了解。由於我們還在起步中,成本會相對高,所以零售價也無法再壓低。但隨著一切穩定下來,工作流程優化,成本降低,我們就能將節省下來的成本回饋給顧客。

這是我第105次來到宜家的東北地區分店,這次是來購買更多的箱子來存放東西 —— 然後我又得優化家裡的空間來放這些箱子 ><。

下一頁
SMART DOLL維護 >