Начнем знакомство с 3D-сканированием с того рассмотрим, что же такое вообще это ваше "3D-сканирование".
3D-сканирование — это получение трёхмерной цифровой модели, которая в точности отражает параметры оригинального физического объекта (включая цвет и структуру).
Современные технологии позволяют создать 3D-модель любой детали или узла с метрологической точностью.
3D-сканирование применяется для решения следующих задач:
- анализ детали или узла и их модификация в рамках работ по проектированию;
- оцифровка труднодоступных для измерения участков или объектов, а также поверхностей сложной формы;
- быстрое прототипирование деталей, вышедших из строя, утерянных или принципиально новых;
- контроль на производстве, проверка деталей и узлов на соответствие CAD-моделям;
- входной контроль при приёмке промышленной продукции от сторонних поставщиков;
- инспекция износа, повреждений или деформации деталей или узлов эксплуатируемого оборудования.
Лично я увидел впервые применение 3D технологий у блогеров в сфере прототипирования, и пришло осознание что данная технология может сильно упростить жизнь мне. На тот момент многое приходилось чертить "на глаз", по итогу конечный результат мог немного отличаться от оригинала, приходилось исправлять. Доходило дело и до обрисовки контура листовых деталей на бумаге, и даже использования лазерного уровня. Это все весело, но в тоже время немного удручающе, когда знаешь о 3D-сканирование и на сколько оно упростило бы ту или иную задачу.
Попробую показать на практике.
Дано: один целый кронштейн и второй такой же, но симметричный и гнутый.
Задача: сделать 10 шт. правых и левых.
Естественно, нам больше подходит целый кронштейн, так как проще, легче и т.д. Далее запускаем 3D-сканер и быстро сканируем, супер точность нам тут не нужна, деталь простая, по этому качество низкое.
Это получившаяся полигональная модель. Она состоит из многоугольников, полигонов, которые, в свою очередь, образуют поверхность 3D скана. Так как 3D-скан — это, по сути, сетка многоугольников, он не содержит информации, например, об острых гранях. При увеличении модели вы увидите, что множество полигонов «закругляются», сглаживая поверхность.
В отличие от полигональной модели, CAD-модель содержит всю необходимую информацию об объекте (где острые грани, скругления, толщина стенок и т.д.), а также весит значительно меньше полигональной модели.
CAD-модель состоит из геометрических твердотельных примитивов, что дает полную свободу в работе с моделью: можно контролировать ее размер и допуски, в любой момент вернуться к более ранним версиям модели и внести соответствующие изменения. Подобные модели не содержат лишней информации и отображают данные об объекте корректно (нет сглаженных углов там, где не надо).
Следующий шаг состоит в преобразовании поверхностей полигональной модели в твердотельную деталь для дальнейшей работы в программах САПР. Делать это будем в программе под название Geomagic Design X - это комплексное программное обеспечение для 3D-проектирования с целью контроля геометрии объектов и реверс-инжиниринга.
Когда мы импортируем полигональную модель, скорее всего у нее будут сбиты координаты начальной точки.
Что бы выровнять деталь потребуется изначально разбить нашу полигональную модель на поверхности.
Далее делаем автоматическое разбиение на поверхности, в этом разделе есть немного опций, с ними можно поиграться в зависимости от вашей задачи.
Наша деталь разбилась на поверхности, которые подсвечены разными цветами. Теперь строим по наиболее подходящим поверхностям для выравнивания плоскости.
Выровнять деталь можно несколькими способами, здесь будет самый простой с помощью двух плоскостей, этого вполне хватит для дальнейших построений и адекватного переноса в САПР.
Следующий наш шаг, собственно, само выравнивание.
В режиме двух окон сейчас нет отличий по расположению деталей, это потому, что она была уже выравнена, но у вас будет слева как деталь находится сейчас в пространстве и справа как деталь будет располагаться после выравнивания. Предпросмотр.
После выравнивания, мы приступаем к созданию эскизов. Работа с эскизом интуитивно понятна для любого пользователя любой САПР программы.
Выбрав нужную поверхность, нужно заклубиться внутрь, для более точного обвода края и отверстий.
С помощью стандартных инструментов создаем контур и отверстия. Важно создать замкнутый контур для дальнейшего выдавливания эскиза.
Выходим из эскиза. И создаем твердотельную модель, путем выдавливания созданного до эскиза на нужную глубину. Повторяем с остальными поверхностями тоже самое.
И вот уже имеем очень топорную, но функциональную твердотельную модель. Далее пути уже расходятся, но суть одна получаем габариты и не только, по которым уже в САПРе продолжаем работу, если это требуется.
Я лично пересоздал ее в САПРе и получил заветное.
Всем спасибо за внимание. Надеюсь, смог немного приоткрыть дверь в мир 3D сканирования и обратного-проектирования через вот такую очень скромную работу. Если есть вопросы, пишите в комментарии.