引言：Jon Goebel（以下简称“Jon”）是夏威夷大学希洛分校的艺术副教授，为了提高大家关于珊瑚对海洋生态影响的关注，他携手夏威夷大学海洋研究团队，策划了一个珊瑚研究的项目，试图将珊瑚生态系统更具象化，以更简单易懂的方式呈现出来。
夏威夷大学始创于1907年，在热带科学、海洋研究、基础科学等专业方面较为强势。其中，大学的海洋研究团以研究海洋生态系统为主，收集与保存各类海洋生物信息。
2018年夏天，位于美国夏威夷群岛的基拉韦厄火山大规模喷发，e.Mandrinus珊瑚的原产地Kapoho正处在火山爆发所覆盖的区域，导致此珊瑚群遭到严重破坏。但幸运的是，在火山爆发前，夏威夷大学海洋研究团的成员已经完成了对e.Mandrinus珊瑚的各项信息收集，其中还包括了John Burns利用摄影测量法制作的珊瑚3D模型。
图 | 夏威夷基拉韦厄火山喷发图
（图片源自网络）
Jon与他的3D打印“珊瑚乐园”
在得知e.Mandrinus珊瑚的故事后，Jon决定开启一个让3D e.Mandrinus珊瑚“复活”的项目。他计划利用3D打印技术，让更多人知道e.Mandrinus珊瑚的存在。
他的目标是用3D打印制作放大了8,000倍的珊瑚模型，并建立一个具有互动性的“珊瑚乐园”，让前来参观的人们尤其是小孩子可以穿梭在这些巨大的珊瑚模型中，想象自己是珊瑚生态系统中的海洋生物，更直观的了解珊瑚在海洋生态中存在的意义。
图 | 海底珊瑚群
（图片源自网络）
这个项目将以一种生动有趣的沉浸式体验模式，让人们了解珊瑚生态系统，以激发他们的环保意识。
为什么选择e.Mandrinus珊瑚？
“它是最酷的珊瑚之一！”这是Jon提起e.Mandrinus珊瑚的第一反应。由于漂亮的外形以及2018年那场火山爆发赋予的传奇色彩，Jon最终决定打造一个“e.Mandrinus珊瑚乐园”。
在决定启动这个项目后，Jon便开始了他的3D打印之旅。
3D打印初尝试
在第一次进行3D打印时，Jon直接使用John Burns用摄影测量技术制作的3D模型进行切片和打印。但当模型被放大了8,000倍后，一些摄影测量技术成型的瑕疵也被放大了，这严重的影响了珊瑚模型的外观。
为了呈现他心中最完美的“珊瑚乐园”，Jon重新从建模开始，用心完成3D打印中的每一个步骤。
怎么将模型放大8,000倍？
为了改善3D打印的效果，Jon决定改变打印部件的尺寸。他将原本的模型切成了四等分，然后分别将每部分的模型放大8,000倍。
Jon把每个放大了的四等分模型再切成100-200块，重新对表面进行处理：他对每块模型反复进行磨平、网格重建、再磨平。这样的过程大概在反复进行了10次后，Jon最终得到了一个表面平滑漂亮的模型。最后，他再将所有处理过的模型组装成起来，这样，一个完美的3D珊瑚模型就准备好了。
如何让模型结构更合理？
模型设计的问题解决后，Jon开始优化结构，以解决3D打印部件过重的问题。
3D打印的珊瑚每个部件几乎达到了约22.6公斤。由于过重，在使用磁铁或者胶水进行组装时，很难将他们固定牢靠。
为了解决组装的问题，Jon在每个珊瑚模型部件的底部设计了一个镂空结构，方便他把手伸进去用固定装置将每一个部件更稳固的组装起来。
为了创建这些镂空结构，Jon使用3D建模软件Meshmixer优化模型，在不断的尝试后，他最终设计出厚度适中、又坚固又轻的珊瑚模型。
虽然珊瑚模型出现了大量的镂空设计，但Jon在打印时，却没有使用支撑结构。因为他将模型竖起来进行垂直打印，很多部分在没有支撑的情况下也可以完成打印。
这是一个非常实用的解决方案，因为打印的部件又大又多，无支撑的解决方案可以帮助Jon省下不少的耗材，在优化模型之后，一卷材料甚至可以打印4到5个模型部件。
是否能同时兼顾环保与3D打印？
在耗材方面，Jon选用了PLA。其中一个最重要的原因在于：PLA是一种无毒的，具有优异生物可降解性的环境友好型材料，这与他打造“珊瑚乐园”的初衷不谋而合。除此之外，PLA也是一种易打印，价格实惠的3D打印材料，这让Jon在最初调整优化设计时，降低了不少的打印成本。
怎样实现高精度大尺寸3D打印？
对于Jon来说，模型优化的问题可以通过不断地尝试与试错去进行，但一台同时能满足大尺寸以及高精度打印的硬件设备直接决定了模型成品的质量。
Jon的“珊瑚乐园”是由比人还高的珊瑚模型组成，为了更高效的完成打印任务，他需要一台可以支持大尺寸一件成型，同时还能保障打印精度的3D打印机。在做过市场调研以及核算过预算后，他最终选择了Raise3D Pro2 Plus。
Raise3D Pro2 Plus最小层厚可达0.01mm的打印精度能满足Jon对珊瑚模型的打印精度要求；305×305×605 mm的大尺寸打印空间帮助Jon减少了模型的切割块数，减少了组装时间。
“珊瑚乐园”的未来发展
“我现在已经打印完成72个部件了，最终总共会有125至200块部件。当我将分开的部件打印完成后，我还打算在组装之后对珊瑚模型进行润色，包括添加一些纹理，让它看起来更接近于真实的色彩。因为，它本来就很美。关于这个“珊瑚乐园”以及环保宣传，我还有很长的路要走。”在提到项目的进程时，Jon如是说道。
