Една монета, две страни | 3Д скенер и 3Д принтер
Ако имате обект, който искате да възпроизведете, как ли бихте го направили? Точно за това служат дейностите по 3D сканиране и 3D принтиране, които работят “заедно”, за да ви помогнат да създадете своята реплика!
Но какво означава да сканираш 3D обект? И какво означава да го отпечатате на 3D принтер? По същество двете технологии са огледални една на друга. С едната можете да превърнете реален обект във виртуален, а другата използвате виртуален обект, за да го пресъздаде физически.
Тук представяме процесите на 3D сканиране и 3D принтиране, техните разлики и какво можете да постигнете, ако използвате и двата.
3Д скенер и 3Д принтер – ползи, цели, информация
3D скенерите и 3D принтерите са две различни технологии, използвани в областта на адитивното производство, наричано обикновено 3D печатане. Предлагаме ви преглед на двете:
3D скенер
3D скенер е устройство, което улавя физическата форма и размери на реални обекти, като ги преобразува в цифрови 3D модели.
Той използва различни технологии като лазерно сканиране, структурирана светлина, фотограметрия или сензори за време на полет, за да създаде цифрово представяне на повърхността на обекта.
3D скенерите се използват за:
- Обратно инженерство: Създаване на цифрови модели на съществуващи обекти за анализ, възпроизвеждане или модификация.
- Контрол на качеството: Осигуряване на точността и прецизността на произведените части чрез сравняването им с 3D сканирането на оригиналния проект.
- Археология и опазване на културата: Цифрово запазване на артефакти и исторически обекти.
- Медицински приложения: Създаване на специфични за пациента 3D модели за планиране на хирургични операции или протезиране.
3D принтер
3D принтерът е машина, която създава триизмерни обекти чрез добавяне на материал слой по слой от цифров 3D модел.
Той може да използва различни материали, включително пластмаси, метали, керамика и дори биологични материали, в зависимост от вида на 3D принтера.
3D принтерите се използват за:
- Бързо прототипиране: Създаване на физически прототипи на продукти или части за валидиране на дизайна.
- Производство по поръчка: Изработване на персонализирани изделия като бижута, ортодонтски устройства и протези.
- Аерокосмическа и автомобилна промишленост: Изработване на сложни компоненти с намалено тегло и подобрена производителност.
- Образование: Преподаване на STEM концепции и даване на възможност на учениците да проектират и създават физически обекти.
Комбиниране на 3D сканиране и 3D принтиране:
Тези две технологии могат да бъдат интегрирани, за да се създаде система със затворен цикъл, при която реални обекти се сканират, модифицират цифрово и след това се отпечатват 3D с прецизност. Този процес е особено полезен за възпроизвеждане или поправка на съществуващи части, персонализиране на продукти и постигане на високи нива на точност в производството.
Като цяло 3D сканирането и 3D принтирането са мощни инструменти с широк спектър от приложения в различни индустрии, които позволяват иновации, персонализация и рентабилни производствени решения.
3D сканиране | 3Д скенер и 3Д принтер
3Д скенера е устройство, което събира физически данни за даден обект или среда, за да създаде цифров модел. Тези данни могат да включват обем, текстура и цвят.
Съществуват два основни типа 3Д скенер: контактни и безконтактни.
Технологията за контактно сканиране се използва предимно в производството и е бавна в сравнение с лазерното сканиране и скенерите със структурирана светлина. Освен това изисква физически контакт с целевия обект, който може да бъде вреден.
Безконтактното 3D сканиране включва събиране на информация, идваща от целевия обект използвайки активни или пасивни техники.
Масово 3Д скенерите използват похват за пресъздаване с лазер или със структурирана светлина. И двата види имат своите предимства и недостатъци, в зависимост от сферата на използване и нуждите. Затова трябва да изберем нашия 3д скенер според изискванията ни.
Независимо от използваната техника, безконтактните скенери генерират мрежи на това, което “виждат“.
3D принтиране
3D принтерът е устройство, което произвежда реален триизмерен обект от цифров модел.
Когато говорим за 3D принтиране, има много технологии, които биха ни били полезни в зависимост от нуждата на изделието ни:
- Моделирането чрез разтопено отлагане (FDM) разтопява термопластична нишка с помощта на нагрята дюза и екструдира разтопения материал, който бързо се охлажда, за да се получи обект.
- Стереолитографията (SLA) използва ултравиолетова светлина за превръщане на течна фотополимерна пластмаса в твърд обект.
- Селективното лазерно синтероване (SLS) използва лазер за селективно сливане на прах.
И при технологиите на 3d принтиране обектът се произвежда слой по слой. Това означава, че специален софтуер наречен „слайсер“, трябва първо да преведе оригиналния 3D модел в команди, които 3D принтерът може да изпълни.
Видове устройства | 3Д скенер и 3Д принтер
Дори в рамките на всеки тип 3Д скенер и 3Д принтер има голямо разнообразие от устройства, от които да избирате. Въпреки това повечето от тях могат да бъдат категоризирани като професионални или потребителски устройства.
Професионални
Професионалните или индустриалните устройства дават висококачествени резултати в замяна на скъпи компоненти, които понякога изискват много място, енергия и поддръжка. Това е особено вярно в случая на 3D принтирането.
Нашата статия включва категория за 3D скенери от висок клас. Обикновено те са лесни за използване, създават много точни 3D модели и се предлагат с пълен набор от устройства и софтуер.
За да получите по-добра представа за професионалния 3D печат, разгледайте нашата селекция от индустриални 3D принтери. Тук ще видите видовете машини, които се използват предимно от производствени компании или поне от средни предприятия.
Потребителски
За разлика от професионалните нужди, потребителските устройства са предназначени за любители и малки предприятия. Въпреки че много от тях все още са способни да произвеждат прилични резултати, основното им предимство е, че са по-евтини и по-лесни за работа в дома или малки работилници. Това ги прави страхотен избор за хора, които искат да дадат живот на своите идеи и да материализират своите проекти.
Потребителските 3D принтери се предлагат във всякакви форми, размери и цени. Най-разпространената технология сред любителите е FDM, но съществуват и редица достъпни SLA устройства. Засега SLS технологията принадлежи предимно към професионалните нужди, поради сложната технология и високата ѝ цена.
Процесът на сканиране и отпечатване | 3Д скенер и 3Д принтер
Ако се интересувате от пресъздаване на вече съществуващ обект, тук ще представим общия процес:
- След като изберем 3д обект,, който искаме да сканираме, трябва да изберем и нашия 3д скенер в зависимост от големината и сложността на обекта.
- 3D сканиране на обекта. Вероятно ще трябва да го преориентирате, за да уловите различни перспективи.
- При прост обект може да са ви необходими поне три различни позиции. При по-сложен обект вероятно ще са ви необходими повече от пет. Имайте предвид, че колкото повече сканирания или снимки имате, толкова по-добър ще бъде вашият 3D модел. Имайте предвид, че модела може да бъде невидим за нашия 3д скенер, в случаите когато той е черен, прозрачен или лъскав се използва специален спрей за сканиране и/или 3д маркери.
- След като приключите със сканирането, изпълнете необходимите операции, изисквани от съответния софтуер. Всяко сканиране или снимка ще трябва да бъде почистено (от опори, платформи и фонови обекти) и подравнено. Това е много важна стъпка, защото всички изгледи трябва да бъдат правилно подравнени. В противен случай крайният модел ще бъде изкривен. След като бъдат правилно подравнени, всички припокриващи се мрежи ще бъдат слети в един виртуален обект.
- Експортирайте виртуалния обект в подходящ за 3д принтиране формат, като STL или OBJ файл.
- Импортирайте своя файл в подходящия за вашия 3D принтер „слайсер“ и го подгответе за печат. След като зададете необходимите параметри, вашият слайсер ще генерира необходимия g-код, т.е. операциите, необходими за отпечатване на обекта един по един.
- Изпратете g-кода на вашия 3D принтер и отпечатайте 3D репликата си.
Като погледнете в интернет, ще намерите много примери, които показват колко практично е съчетаването на 3D сканиране и 3D принтиране. В областта на медицината например подмяната на части от тялото е много по-лесна, когато тялото на пациента може първо да бъде сканирано. Автомобилната индустрия, калъпи и отливки, прототипи, иновации, машиностроене, металообработката и много други. Областите като палеонтология и археология също имат голяма полза.
Работата със стари артефакти е изключително взискателна и често откритията и на двете дисциплини са твърде деликатни, за да бъдат обработвани по друг начин освен в академични документи и статии. Но както археолозите, така и палеонтолозите използват 3D технологии, за да променят това. Археолозите използват 3D сканирането на работната площадка с цел „копаене на по-дълбоко“, особено ако физическият обект е на нестабилна или защитена почва. По този начин учените могат да манипулират триизмерните изображения и да разберат как може да е изглеждал обектът в своето време, като използват много по-точни измервания и прогнозен растеж, отколкото позволяват техните физически инструменти.
