Blog

In deze blogpost vervolledigen we het verhaal achter de sterrenpuzzel. Het startte allemaal met een idee vier jaar terug, schoot in een stroomversnelling dankzij hulp van AI bij het number crunchen en zette ons eindelijk in gang met 3D-printen. Wat rest er nog? Wel, zo’n bolvormige puzzelstukken kan je uiteraard niet zomaar ineenpuzzelen op een vlakke tafel.

Hoe maak je een bol magnetisch?

Een piepschuim bal die we vorige zomer hoopvol mee bestelden om op te experimenteren — toen nog met een half plan om stukken met de hand te boetseren 🤔 — en wat magneetverf die we ergens op de kop tikten, werden poging 1. Jens geloofde niet dat dit ook maar enigszins zou werken, ik dacht dat het maar een kwestie was van uitvoeren … een roerstokje uit die magneetverf bleek een magneet immers wel goed te houden en de verf hechte ook aan op piepschuim. Toen de bal na verflaag 8 amper de stukken vasthield en ook nog eens een serieuze deuk opliep toen die even uit de handen glipte, was overduidelijk wie gelijk had …

Enkele andere ideeën die de revue passeerden werden sneller afgewimpeld:

• Magnetische folie over een bestaande plastic bol kleven heeft dezelfde problemen met kromming als de stickers in ons fietshelmavontuur.
• Elektrodepositie laat toe om een dun metaallaagje over een ander metaal (of een speciale grondverf) te leggen. De metaalzouten en voltages om zelf te galvaniseren, verkoperen, vergulden, schoperen … zijn makkelijk op te zoeken. Gezien staal echter veelal het goedkoopste en makkelijkst te fabriceren materiaal is, is “verstalen” niet echt een ding. Of het chemisch onmogelijk is of er gewoon geen nood toe is, is ons nog steeds niet helemaal duidelijk, maar dit project had al genoeg trial en error zonder experimentele elektrodepositie toe te voegen. Bovendien was het nog niet gezegd dat zo’n dun laagje het zoveel beter zou doen dan de magneetverf.
• Magneten en/of stalen blokjes op regelmatige intervallen in een ander materiaal inbedden, zou heel wat coördinatie vragen én de positie van de stukken dicteren op een manier die het puzzelen bemoeilijkt.
• De bal en stukken bekleden met klittenband (velcro) zou in principe ook werken en stof is wat vergevingsgezinder dan magneetfolie … maar dan kun je de stukken niet meer verschuiven tijdens het puzzelen.

Waar vind je een stalen bol?

Toch maar in metaal dan, maar hoe? Zelf even een metalen bol fabriceren was geen optie, want een metalen bol fabriceren is geen evidentie, zoals deze video ook illustreert. Maar met een basisvorm als deze, moest er toch wel iets in de handel te vinden zijn. En inderdaad, blinkende metalen bollen die je wel eens in een tuin of vijver ziet liggen, kun je vanaf zo’n 30€ online bestellen. Zo’n heksenbol in een fysieke winkel vinden om er even een magneetje op te testen, bleek heel wat minder evident. Enkele webwinkels aanschrijven maakte ons niet wijzer, maar wat opzoekingswerk over staaltypes jammer genoeg wel.

De meeste tuinballen geven aan uit roestvrij staal (ook wel RVS of INOX genoemd) gemaakt te zijn. Maar wie ooit al eens z’n frigomagneet tegen een kookpot aanhield, weet wellicht dat niet elk roestvrij staal magnetisch is. Een uiteenzetting over de verschillende soorten RVS en hun magnetische eigenschappen zou ons veel te ver leiden. De korte versie is dat de meest corrosiebestendige staalsoorten, die voor buitentoepassingen gebruikt worden, veelal niet magnetisch zijn. Het precieze type RVS vinden op een website of via een klantendienst bleek bovendien zo’n uitdaging dat we besloten om naar bollen in gietijzer of koolstofstaal te zoeken. Deze zijn immers wel allemaal magnetisch, en het verschil tussen basis staal en roestvrij staal was over het algemeen wel gekend.

Tot zo’n 20 cm blijken stalen (halve) bollen bij verschillende staalleveranciers te krijgen, maar een bol van 30 of 40 cm heeft schijnbaar niet zo veel courante toepassingen meer. Met een paar weken geduld en €500 kon er wel wat geregeld worden, maar het zat nergens in het standaard assortiment. Zoeken in het Engels leverde wat betaalbaardere resultaten op, maar dat was uiteraard maar een illusie, want vanuit de UK of USA laten leveren was nu ook niet echt een optie. We hadden er ons bijna bij neergelegd dat dit wel een heel dure puzzel zou worden, toen de euro plots viel: dit soort dingen moet je in het Duits zoeken … und jawohl, Stahlhohlkugeln für alle! We vonden meteen meerdere leveranciers om uit te kiezen, allemaal voor zowat een kwart van de prijs en in een paar werkdagen geleverd.

Wie kan die bol proper monteren?

Perfect bolvormig was de bol die we ontvingen nog net niet, maar we waren aangenaam verrast met de toleranties. Nu nog monteren zodat erop gepuzzeld kon worden! Onze favoriete ingenieur met een lashobby is tegenwoordig niet in het land, enkele metaalbewerkers in de buurt hebben onze gekke vraag subtiel genegeerd of beleefd doorverwezen … Zo nodig konden we zelf wellicht wel iets in elkaar steken met een boormachine, sleutels en Loctite: een voet van een lamp of beachflag, een monteerbare kogellager, een draadstang dwars door de bol en een moer aan elke kant. MacGyveren dus, maar een werkbare noodoplossing … alleen verliezen we dan de toch wel best herkenbare poolster. Met een ketting of staalkabel ophangen had hetzelfde probleem én het neveneffect dat mensen er ongetwijfeld mee zouden gaan slingeren, ook niet bepaald wenselijk.

Gelukkig bleek mijn neef in de mood voor een uitdaging. Meer nog, in plaats van de staaf vast te maken aan de bol, en het geheel op de basis te laten draaien, had hij een plan uitgedokterd om twee kogellagers binnenin de bol te plaatsen. Kogellagers zo wegsteken is normaal not done — die dingen verslijten de grote machines waar hij meestal aan werkt — maar voor een puzzel als deze was dat geen bezorgdheid. Wij moesten alleen nog weten (1) hoe hoog de bol gemonteerd moest worden, een compromis tussen bovenaan bereikbaar voor kinderen en onderaan puzzelbaar voor grote mensen, en (2) hoe stevig en zwaar de basis moest worden. Zijn ambitieus plan bleek zoals verwacht geen evidente opgave om uit te voeren, maar het resultaat was het gespannen afwachten meer dan waard!

Even stress

Terwijl de bol daar lag, hadden we al een 30-tal stukken werden geprint, dus besloot Jens al wat te kleuren tijdens een familiefeestje in de tuin … Ik had ook onze magneetverf-isomobol mee om te demonstreren aan de familie. En wat bleek, na enkele dagen settelen en een uurtje in de volle zon, kon zelfs die isomobol een drietal magneetjes uit de stukken trekken. Achteraf leerde ik dat pressfits in PLA — ondanks hun enorme populariteit — zichzelf wel vaker loswerken na verloop van tijd. Materiaalkunde is niet zonder reden een heel vakgebied …

Toch maar lijmen dan? Alleen kreeg ik de andere magneten er natuurlijk helemaal niet meer uit … Na heel wat googlen en vele gefaalde pogingen, zette ik wat extra dunne secondelijm op het boodschappenlijstje. Die zou moeten kunnen opwieken tussen de magneten en de print. De stukken op goed geluk nog eens in de volle zon leggen tot de rest zich loswerkte, leek immers tijdsrovend en riskant. PLA staat immers niet echt gekend als een goed buitenmateriaal. Maar toen had ik nog een gek idee … en zo eindigde ik de dag met puzzelstukken aan m’n broekspijp gekleefd voor m’n infrarood voetverwarming. Het zag er niet uit, maar het werkte! Met gel-secondelijm valt het lijmen ook wel mee én 12 uur later krijgt zelfs de warmte de magneetjes niet meer losgewerkt. Met een zucht van opluchting kon het printen en kleuren voortgezet worden!

Een paar dagen later zouden we nog een klein paniekje doen omdat enkele van deze stukken vervormd leken door dat dagje zonnebaden. Gelukkig bleek het uiteindelijk eerder een combinatie van de imperfecte bol, de precieze grootte en vorm van het stuk, én de plaatsing van de magneetjes te zijn, waardoor sommige stukken niet perfect “plat” bleven liggen.

Is de puzzel te moeilijk?

Voor een klassieke legpuzzel is 89 stukken niet bepaald veel, maar voor een 3D-puzzel zonder rand of doorlopend design of voorbeeldoplossing op de doos …? We waren enigszins bezorgd dat de puzzel té moeilijk zou blijken voor wie de stukken voor het eerst zag. Daarom brainstormden we enkele mogelijke tips:

• We hadden al heel snel de observatie gemaakt dat de hoek tussen twee rechteklimmingslijnen en de zichtbare kromming van de declinatielijnen een indicatie gaven van hoe hoog/laag een stuk op de bol geplaatst moest worden. Dit konden we zeker uitleggen aan puzzelaars die moeilijk op gang komen.
• De dierenriem aanduiden door de ecliptica op de stukken te tekenen, leek wel behulpzaam en thematisch passend. Wie midden op de bol begint te puzzelen zal echter vaak grote stukken van de puzzel moeten verschuiven, wat in de praktijk erg onhandig bleek.
• Ursa Minor of de Kleine Beer — het stuk met de poolster — als startstuk vastkleven op de bol, maakte het dan weer onmogelijk om onderaan te beginnen zo je wil. Enkel de vorm van dit stuk op de bol tekenen als hint overwogen we wel, maar we besloten de eerste feedback af te wachten en gewoon een stift mee te nemen voor het geval deze tip nodig bleek.
• We overwogen kort om een oplossing in de bundel plaatsen, zoals bij een klassieke puzzeldoos, maar oplossingen weggeven is niet onze stijl. Van enkele regio’s kwamen wel illustraties in de bundel om een en ander beter te kunnen uitleggen. Zoals enkele deugnieten echter vaststelden tijdens het festival, was dit niet zo behulpzaam bij het puzzelen als je denkt. De kromming van de bol speelt ons hier alweer parten, want daardoor waren de stukken op de vlakke weergave best vervormd t.o.v. de werkelijke stukken.
• Om het opzoeken van extra info makkelijker te maken wilden we sowieso de namen (of toch de afkortingen) op de achterkant van de stukken schrijven. Door die consistent in dezelfde oriëntatie te zetten, zouden we een extra tip geven. Samen met de eerste observatie kun je zo immers makkelijk zien of een stuk in het noordelijk of zuidelijk halfrond komt te liggen.

Eens alle puzzelstukken geprint waren, besloten we de puzzel eerst te testen alvorens beslissingen te maken over de nodige tips. Het is uiteraard onmogelijk om te vergeten dat je al weken naar de stukken en hun buren zit te kijken, maar we probeerden toch allebei de puzzel te maken zonder die voorkennis te gebruiken.

Zo stelden we vast dat de puzzel wel eens een uur kan duren als je die alleen maakt, maar dat je ook altijd op verschillende plaatsen verder kan werken. Je krijgt dus nooit het gevoel echt vast te zitten én wie in groep puzzelt (de meerderheid op evenementen) kan echt samenwerken i.p.v. op elkaar te zitten wachten. Keer op keer een stukje perfect kunnen inpassen, gaf bovendien de perfecte spreiding van voldoening en motivatie, in die mate dat Jens zelfs de chronometer probeerde tegen te spreken … dat had nu toch echt niet zo lang geduurd! Een uitspraak die echt niemand eerder deed op onze puzzelstand hoor …

Daarnaast stelden we ook vast dat de puzzel heel anders beviel als je boven- of onderaan start. In het noorden zijn er immers heel wat grote stukken met duidelijk herkenbare randen. Rond de evenaar zijn er dan weer heel wat “vierkante” stukken die maar weinig aanduiding geven over welke stukken ernaast komen te liggen. Aan de zuidpool zijn er tot slot wel weer herkenbaardere randen, maar ook wel heel veel kleine en “rechthoekige” stukjes. Wie van onder naar boven werkt heeft dus wel een duidelijk startpunt met Octans die rond de staaf past, maar daarna is het een enorme zoektocht die steeds moeilijker lijkt te worden door de steeds “saaiere” randen … tot plots de laatste tien stukken in dertig seconden ineen lijken te vallen. Wie bij de poolster begint daarentegen ziet al snel een derde van de bol bekleed, moet even goed zoeken in het midden, en kan er uitgebreid van genieten om de laatste stukken op hun plek te leggen. Je zou bijna denken dat we de puzzelstukken met opzet zo kozen, maar nee, we hielden ons echt aan de officiële sterrenbeelden*.

Laatste loodjes

Eens we de bolconstructie waren gaan ophalen, kon ook het laatste stuk onderaan (Octans) vormgegeven worden. We kozen eerst voor twee helften die rond de staaf passen. Toen bijna alle stukken geprint waren, werd echter duidelijk dat bovenaan beginnen puzzelen wellicht natuurlijker zou zijn, en dat perfect in het midden eindigen wel héél onwaarschijnlijk was. Daarom besloten we een tweede versie van Octans te maken, met wat meer marge. We wilden de puzzelaars de keuze laten, dus namen we beide versies mee. Gezien pas op zondag ontdekt werd dat versie 1 geen rekening had gehouden met de vele lagen verf … en dus niet meer paste, was echter wel duidelijk dat bovenaan starten inderdaad de voorkeur verdiende.

Er was een beetje putty nodig om de rest van de naden op de bol in te vullen, maar er meer op lassen en terugschijven zou het alleen maar waarschijnlijker maken dat de bol niet helemaal rond zou blijven. Een paar lagen roestwerende verf stonden bovendien toch al op de planning, en er was meer dan genoeg magnetisch materiaal om de puzzelstukken vast te houden. Zowel het opvullen als het effen verven bleek nog wel een uitdaging op zo’n ronde constructie … maar met wat geduld kwam ook dat goed.

Eens beslist was dat er niet meer bijgetekend moest worden op de stukken en alle namen geannoteerd waren, konden ook de stukken gelakt worden. Het zou immers zonde zijn dat al het voorzichtige stiftwerk afgaat op de vele puzzelende handjes. Na de schijnbaar eindeloze lagen verf die nodig waren om de bol effen te krijgen én met de herinnering aan onze schaakdames die al net zoveel lagen verf nodig hadden om elk hoekje en kantje bedekt te krijgen … hield ik mijn hart vast met deze stukken. Maar dat viel eigenlijk veel beter mee dan verwacht. Met vier snelle coats uit vier verschillende richtingen was elk kantje van deze grillige vormen vlotjes bedekt. Er was wel één facepalm-momentje: door de vele lagen spuitverf en het herhaaldelijk wegschuren van druppels op de bol, had zich onopgemerkt een laagje fijn grijs stof verzameld in onze make-shift verfhoek. Dat fijne stof werd door tijdens het spuiten van de lak rondgeblazen, waardoor enkele van de eerste stukken alsnog een beetje een galaxy-sparkle-effect kregen … oepsie!

Omdat enkele stukken toch wel heel klein of breekbaar leken, besloten we ook nog snel enkele reserves te printen van die stukken … en dan was het tijd voor finale foto’s, inpakken en een weekendje user testing!

Wat vonden de bezoekers van de puzzel?

Deze nieuwe en coole puzzel was uiteraard de eerste waar op zaterdagmorgen mee gespeeld werd, maar ook doorheen het weekend bleef deze continu bezet. Soms leek het wel een relay-race waar groepjes puzzelaars naadloos van elkaar overnamen omdat er zoveel interesse voor was én er tegelijk ook nog heel wat meer te zien was op het festival.

Qua tips bleek onze inschatting uiteindelijk wel goed te zitten. De starttips omtrent kromming en de poolster werden geregeld geapprecieerd, af en toe werd een illustratie uit de bundel als hint gebruikt en ook de oriëntatie van de namen bleek handig. Uiteraard zagen we tijdens een weekend met zoveel volk verschillende originele manieren om het probleem aan te pakken en ging het niet altijd even vlot, maar al bij al was de puzzel goed te doen voor wie graag puzzelt. Belangrijker nog, hij werd unaniem leuk bevonden! Daarnaast was het een leuke aanleiding om over allerhande astronomieweetjes te vertellen: sterrenbeelden die we herkennen, de helderheid van sterren, de beweging van objecten in ons heelal, … en zelfs om sciencefiction-aanbevelingen te delen.

Onze voorspelling dat er allerhande stukken zoek of kapot zouden raken bleek ietwat pessimistisch. Slechts twee stukken braken en geen enkel stuk raakte (definitief) zoek. Wel brak Eridanus tot wel drie keer toe, telkens op een andere plek, voor we hem met meer infill opnieuw konden printen. Het oorspronkelijke stuk had meermaals secondelijm nodig, maar de reprint overleefde dag 3 wel probleemloos.

Er werd ook heel veel gezegd en gevraagd over het maakproces, met vele complimenten over de indrukwekkende uitvoering — waarvoor dank! Geregeld kregen we zelfs de vraag “kunnen we die ergens kopen?”, waardoor we ook heel wat mensen moesten teleurstellen. Hoewel we deze puzzel graag voor iedereen zouden maken, komt zo’n coole puzzel ook wel met een heftig prijskaartje … Zelfs nu we de designs hebben en alle praktische kinks uitgewerkt hebben, blijft er 80+ uren 3D-printwerk, tientallen uren handwerk en een redelijke materiaalrekening aan te pas komen. Een kleinere thuisversie maken is voor deze puzzel niet echt een optie, maar wie een uniek interactief kunstwerk of een museumactiviteit zoekt mag ons altijd contacteren!

Wie iets betaalbaarders op z’n kerstlijstje wil zetten, laten we echter niet in de kou staan. Intussen werken we immers aan decoratieve designs met de echte sterrenbeelden — lampjes misschien? — en puzzeldesigns die we met onze nieuwe 3D-printer voor jullie kunnen maken. Hou onze webshop dus in de gaten, of schrijf je in voor de nieuwsbrief.