3d сканирование и 3d печать – взаимосвязь

  • автор:

3d сканирование и 3d печать – две стороны одной монеты.

Заинтересованы в процессе воспроизведения реальных объектов с помощью 3D-сканирования и 3D-печати? В этой статье мы рассмотрим обе технологии. Обратим особое внимание на то, как они отличаются и как они могут работать вместе.

3d сканирование и 3d печать

Оригинальный объект и его виртуальные и воспроизводимые аналоги. Источник: Mafalda Theias / All3DP

3d сканирование и 3d печать — все, что вам нужно знать

Если у вас есть объект, и вы хотите воспроизвести его, вы бы сделали его 3D-модель? Именно для этого нужны 3d сканирование и 3d печать. Они работают «вместе», чтобы помочь вам создать копию!

Но что это значит для 3D-сканирования объекта? И что это значит для 3D печати? По сути, две технологии противоположны друг другу. С одним вы можете конвертировать реальный объект в виртуальный. А с другой вы используете виртуальный объект для создания реального.

Было бы, конечно, замечательно, если бы была одна машина, которая могла бы производить и 3d сканирование и 3d печать. Но, благодаря имеющейся у нас технологии сканирования и печати «все в одном» остается ограниченным областью 2D.

Здесь мы представляем процессы 3d сканирования и печати, их различия и то, что вы можете достичь, если вы используете оба из них.

3D-сканирование

3D сканирование требует нескольких ракурсов. Источник: 3dscanexpert.com

3D-сканирование

3D-сканер — это устройство, которое собирает физические данные об объекте или окружающей среде для создания цифровой модели. Эти данные могут включать в себя объем, текстуру и цвет.

Два основных типа 3D-сканеров: контактный или бесконтактный.

При контактном 3D-сканировании используется некая рука. Например, рука робота, оснащенная датчиком. Когда объект зафиксирован на месте, датчик касается его поверхности, чтобы собрать информацию, касающуюся положения и расстояния. Когда зонд сканирует объект, он отображает координаты, которые вместе в конечном итоге составляют трехмерную модель.

Эта технология в основном используется в производстве. И является медленной по сравнению с другими методами. Это также требует физического контакта с целевым объектом, который может быть разрушительным.

Бесконтактное 3D сканирование производит сбор излучения, исходящего от целевого объекта. И может использовать активные или пассивные методы:

Активные сканеры испускают излучение, обычно свет или лазер, и собирают то, что отражается от поверхности объекта.

Пассивные сканеры собирают внешнее излучение, которое исходит от другого источника и отражается от поверхности объекта.

Независимо от используемой техники бесконтактные сканеры генерируют сетки того, что они «видят», основываясь на относительной силе.

3D печать

FDM 3D принтер на работе. Источник: pixbay.com

3D печать

3D-принтер — это устройство, которое создает настоящий трехмерный объект из цифровой модели.

Когда мы говорим 3d печать, мы обычно имеем в виду модели осаждения. Но есть и другие типы 3D-печати, такие как SLA и SLS.

Моделирование методом наплавленного осаждения (FDM) плавит термопластичную нить с помощью нагретого сопла и экструдирует расплавленный материал. Который быстро охлаждается для образования объекта.

Стереолитография (SLA) использует ультрафиолетовый свет для превращения жидкого фотополимерного пластика в твердый объект.

Селективное лазерное спекание (SLS) использует лазер для селективного плавления порошка.

Со всеми этими тремя технологиями объект производится слой за слоем. В результате специальный программный инструмент, называемый слайсером, должен сначала преобразовать исходную 3D-модель в команды, которые понимает 3D-принтер.

Типы устройств

Creaform Go! SCAN 20, профессиональный 3D-сканер. Источник: creaform3d.com

Типы устройств

Даже в каждом 3D-сканере и 3D-принтере есть широкий выбор устройств на выбор. Но, тем не менее, большинство из них можно отнести к категории профессиональных или потребительских устройств.

Профессиональные устройства

Профессиональные или промышленные устройства дают высококачественные результаты, использующие дорогостоящие компоненты. Но которые иногда требуют много места, энергии и технического обслуживания. Это особенно верно в случае 3D-печати.

Наша статья о лучших 3D-сканерах включает в себя категорию высококачественных 3D-сканеров. Как правило, они просты в использовании, производят высокоточные 3D-модели. И поставляются с полным набором устройств и программного обеспечения.

Потребительские устройства

В отличие от профессионального устройства, потребительские устройства предназначены для любителей, самостоятельно занятых специалистов и малого бизнеса. Их главное преимущество заключается в том, что они дешевле и проще в эксплуатации дома или небольших мастерских. Несмотря на то, что многие все еще способны давать достойные результаты.

Если качество действительно не является необходимостью, самое простое решение для 3D-сканирования — использовать приложение для 3D-сканирования. В противном случае на рынке существует ряд недорогих 3D-сканеров.

Потребительские 3D-принтеры бывают разных форм, размеров и цен. Наиболее распространенной технологией среди любителей является FDM. Поскольку это, как правило, дешевле. Но также существует ряд доступных устройств SLA.

На данный момент SLS в первую очередь относится к профессиональной сфере. Что связано с высокими требованиями к мощности и стоимости лазеров.

Процесс сканирования и печати

Вы заинтересованы в воссоздании уже существующего объекта? Здесь мы предоставляем общий процесс:

Выберите объект для 3D-сканирования, а также технику 3D-сканирования. Обратите внимание, что в зависимости от размера вашей модели вы можете ограничить возможности сканирования.

3D сканирование объекта. Возможно, вам придется переориентировать его, чтобы уловить разные перспективы. Для простого объекта вам могут понадобиться как минимум три разных позиции. С более сложным объектом вам, вероятно, потребуется более пяти.

Если вы используете фотограмметрию, выясните, сколько изображений требуется вашему программному обеспечению. Учтите, что чем больше у вас будет сканов или фотографий, тем лучше будет ваша 3D-модель.

После завершения сканирования выполните необходимые операции, необходимые для соответствующего программного обеспечения. Каждое сканирование или фотография должны быть очищены (от опор, платформ и фоновых объектов) и выровнены.

Это очень важный шаг, потому что все виды должны быть правильно выровнены. Если нет, окончательная модель будет искажена. После правильного выравнивания все перекрывающиеся сетки будут объединены в один виртуальный объект.

Работа с виртуальным объектом

Экспортируйте виртуальный объект в виде файла STL или OBJ.

Импортируйте ваш файл STL или OBJ в слайсер, соответствующий вашему 3D-принтеру, и подготовьте его к печати. После того, как вы установили необходимые параметры, ваш слайсер сгенерирует необходимый g-код. То есть проведет операции, необходимые для печати объекта по одному слою за раз.

Отправьте g-код на свой 3D-принтер и напечатайте свою копию в 3D.

Посмотрев в Интернете, вы найдете множество примеров, демонстрирующих, насколько практично сочетать 3d сканирование и печать. Например, в области медицины замена частей тела становится намного проще, когда тело пациента можно сначала сканировать. Например, такие области, как палеонтология и археология, также очень выигрывают от создания копий костей и артефактов.

Все новости в наших группах: вконтакте, twitter, facebook