Pošto se na forumu već duže vrijeme raspravlja o 3D printanju, a 3D skeniranje se sve češće spominje kroz razna pitanja, odlučio sam otvoriti novu temu vezanu za 3D Skeniranje.
Cilj teme je objediniti osnovne informacije, iskustva korisnika, preporuke opreme i softvera te pomoći početnicima da lakše shvate što je 3D skeniranje, koje su mu mogućnosti i ograničenja.
S vremenom ću temu nadopunjavati i proširivati. Ako smatrate da bi nešto trebalo dodati ili ispraviti – slobodno se javite.
Što je 3D skeniranje?
3D skeniranje je proces digitalnog snimanja stvarnog fizičkog objekta i njegove pretvorbe u 3D digitalni model.
Za razliku od 3D modeliranja (gdje se objekt crta “od nule”), kod 3D skeniranja polazimo od postojećeg predmeta.
Rezultat skeniranja je najčešće:
point cloud (oblak točaka)
mesh (trokutasta mreža – STL, OBJ)
ponekad i teksturirani model (boje/površine)
Takvi modeli se mogu koristiti za:
3D printanje
reverzni inženjering
kontrolu kvalitete
restauraciju i arhiviranje
dizajn i prilagodbu dijelova
Postoji više tehnologija 3D skeniranja, svaka sa svojim prednostima i manama:
1. Strukturirano svjetlo
Projektor baca poznati uzorak (linije, mrežu) na objekt, a kamere prate deformacije uzorka.
dobra preciznost
relativno brzo
osjetljivo na ambijentalno svjetlo
2. Lasersko skeniranje
Laser prelazi preko objekta, a senzor mjeri refleksiju.
visoka preciznost
dobro za tehničke dijelove
reflektirajuće i tamne površine su problem
3. Fotogrametrija
Više običnih fotografija se softverski spaja u 3D model.
nema posebnog hardvera
odlična za velike objekte i teren
zahtjeva dobru rasvjetu i puno slika
manje precizna za tehničke dijelove
4. Kontaktno skeniranje (CMM)
Mehanička sonda dodiruje objekt.
izuzetna točnost
sporo i skupo
industrijska primjena
Što utječe na kvalitetu skeniranja?
Materijal (sjajni, prozirni i tamni objekti su problematični)
Veličina objekta
Rezolucija skenera
Stabilnost objekta
Rasvjeta
Iskustvo korisnika
Često je potrebno koristiti:
mat sprej
markere (reference)
više skenova iz različitih kutova
Softver za 3D skeniranje i obradu
Sirovi sken nikad nije gotov model. Potrebna je obrada:
Najčešće faze:
poravnanje skenova
spajanje (fusion)
uklanjanje šuma
zatvaranje rupa
retopologija (po potrebi)
Tipovi softvera:
softver koji dolazi uz skener (proprietary)
univerzalni alati za obradu mesh-eva
CAD alati za rekonstrukciju (reverse engineering)
Važno je da softver može izvesti barem STL ili OBJ format.
Imam skenirani model –što sad?
Ako je cilj:
3D printanje - čišćenje - uklanjanje viška - smanjivanje šuma - zatvaranje rupa - smanjivanje trianglova ukoliko prelazi granice printera...
CAD obrada - često je potreban redraw (skica, površine, solid)
vizualizacija - čišćenje i teksturiranje
Bitno je razumjeti da:
3D sken nije automatski CAD model
Za precizne tehničke dijelove često se radi kombinacija skena i ručnog modeliranja.
Koliko je 3D skeniranje “plug & play”?
I je i nije ovisno o onome što zapravo trebate i što želite.
3D skeniranje:
zahtjeva strpljenje
traži eksperimentiranje
ima više varijabli nego 3D printanje
Ali kad se savlada – postaje izuzetno moćan alat.
Nemam 3D skener – mogu li svejedno skenirati?
Da.
Opcije:
fotogrametrija (mobitel + softver)
korištenje tuđeg skenera (makerspace, fablab)
outsourcing skeniranja
Kupnja skenera ima smisla tek kad znaš:
što skeniraš
koliku preciznost trebaš
koliko često ga koristiš
Česte zablude
“Skeniram i odmah printam”
“Skeniranje je uvijek precizno”
“Jedan sken je dovoljan”
Realnost:
obrada je ključna
skener je samo alat
znanje je važnije od cijene opreme
Za kraj
3D skeniranje nije zamjena za CAD niti za 3D printanje –
ono je treći stup digitalne proizvodnje, zajedno s modeliranjem i ispisom.
Koji skener za što?
Ne postoji “najbolji” 3D skener za sve. Izbor skenera ovisi prvenstveno o:
veličini objekta
potrebnoj preciznosti
materijalu objekta
krajnjoj namjeni (print, CAD, mjerenje, vizualizacija)
Klasa: prijenosni skeneri visoke rezolucije za male objekte Revopoint Mini 2
Vrlo dobar za početnike.
I sam sam krenuo s njim, puno suza, živaca i vremena potrošio i shvatio ovo sve što pišem. Puno ljudi me je zadnje vrijeme ispitivalo o 3D skeniranju pa sam odlučio ovako olakšati.
Namjena:
mali dijelovi
fine geometrije
kućišta, plastika, detalji
hobi i poluprofesionalni reverse engineering
Karakteristike:
vrlo dobra rezolucija za svoju cijenu
mali radni volumen
osjetljiv na udaljenost i stabilnost
dobro hvata detalje, ali ne tolerancije
U praksi:
odličan za skeniranje sitnih objekata
zahtjeva mirnu ruku ili okretni stol
sken se gotovo uvijek dodatno čisti
često se koristi kao pomoćni alat uz CAD
Ograničenja:
nije metrologijski alat
dimenzijska točnost ovisi o korisniku
zahtjeva dobru rasvjetu i pripremu objekta
Mini 2 je vrlo dobar alat ako se razumije što jest, a što nije.
Klasa: visoko-precizni skeneri za tehničke dijelove (metrologija / reverse engineering) Revopoint MetroX / MetroY / MetroY Pro(S njim sam zamjenio Minija 2 i stvarno sam iznenađen, čak se daju i veći objekti od deklariranog skenirati, bez problema sam skoro cijeli prednji kraj automobila odskenirao)
Namjena:
tehnički dijelovi
reverzni inženjering
dijelovi koji moraju dimenzijski odgovarati postojećem sklopu
mjerenje i usporedba s CAD modelima
Karakteristike:
vrlo visoka točnost i ponovljivost
mali do srednji objekti
dizajniran za rad s markerima i referencama
optimiziran za preciznost, ne za brzinu
U praksi:
sken se rijetko koristi “sirov”
najčešće se koristi kao referenca za CAD rekonstrukciju
idealan za workflow sken → analiza → CAD redraw
zahtjeva dobru pripremu objekta (matiranje, markeri)
Ograničenja:
nije namijenjen za velike objekte
nije “plug and play”
traži iskustvo i razumijevanje tolerancija
cijeli workflow ovisi o softveru jednako kao i o hardveru
Ovo je klasa skenera gdje se prestaje pričati o “hobi” upotrebi i ulazi u ozbiljan tehnički rad.
Klasa: skeneri s praćenjem pokreta (tracking)Tracking Kit (marker / feature tracking)
Namjena:
veći objekti
objekti bez jasne geometrije
skeniranje bez okretanja objekta
stabilnije spajanje više skenova
Što tracking kit donosi:
praćenje položaja skenera u prostoru
manju ovisnost o geometriji objekta
stabilnije poravnanje skenova
manje “driftanja” kod dužih skeniranja
U praksi:
posebno koristan kod većih i kompleksnih objekata
olakšava skeniranje kada objekt ne može rotirati
ubrzava workflow kod višeskenih projekata
Ograničenja:
zahtjeva dodatnu pripremu(postavljanje cijelog setup-a, razvlačenje tracker-a)
povećava kompleksnost rada
ne povećava automatski preciznost skenera, već stabilnost procesa
Ekipa slobodno se nadovežite, dopišite dodatnih informacija, sigurno sam tu i nešto i propustio.