Použitie 3D scenera
3D skenery, zo začiatku využívané hlavne v priemysle a architektúre, sa postupne dostávajú aj do našich domácností. Nášmu reálnemu svetu dávajú digitálnu podobu. V strojárskom priemysle sa dnes používajú na výrobu tvarovo zložitých súčiastok. Tieto súčiastky môžu byť vymodelované z modelovacej hmoty a následne oskenované a importované do CAD a CAM programov a 3D tlačiarní. Ďalšou možnosťou použitia 3D skenerov je kontrola kvality a porovnávanie požadovaných tvarov so skutočnými.
Obr.1 Skener Matter&Form |
---|
3D skener nám umožňuje získavať dáta o skenovanom objekte, ktoré môžeme následne importovať do programu PTC Creo Parametric. Tieto súbory môžeme impotovať ako súbory PTS, OBJ alebo STL. Formát STL je možné priamo importovať do 3D tlačiarne, bez úpravy v CAD softvéri. Pri importovaní do CAD softvéru sa však geometria objektu správa ako kameň. Program PTC Creo Parametric na riešenie takéhoto problému poskytuje modul Reverse Engineering Extension (REX). Tento modul premieňa importovanú geometriu na plnohodnotne modifikovateľnú súčiastku, a to všetko v 4 krokoch, ktoré sú veľmi rýchle a intuitívne. To robí z modulu REX veľmi rýchle a účinné riešenie pre užívateľov, pri importe geometrie z 3D skenera do programu CREO parametric.
Obr.2 Importovanie dát |
---|
Základné možnosti skenera si ukážeme na skeneri Matter&Form, ktorý naša spoločnosť testovala pre strednú odbornú školu v Dubnici nad Váhom. Skener funguje veľmi jednoducho a rýchlo. Má dve možnosti skenovania, ktoré si užívateľ vyberie podľa toho, ako je farebne zladený skenovaný objekt. Rozdelenie skenovania podľa farieb je znázornené na obrázku (obr.3). Ďalšou rozširujúcou možnosťou, je nastavenie vlastného skenovania modelu. Vlastné nastavenie skenera, spočíva v úprave clony a expozície kamery.
Obr.3 Nastavenie skenovania podľa farebnosti modelu |
---|
Ďalšou výhodou programu skenera je, že umožňuje spájať viac skenov dohromady. Táto možnosť dovoľuje dostať reálnu podobu modelu. A to tak, že si môžeme model pootočiť tam, kde bola vynechaná geometria kvôli nedostatočnému snímaciemu uhlu. Takýmto pootočením získame skrytú geometriu. Program na základe dvoch alebo viacerých skenov vytvorí automaticky spojený model, ktorý neobsahuje skrytú geometriu.
Obr.4 Spájanie scenu |
---|
Po oskenovaní jednotlivých skenov, alebo po spojení skenu, má užívateľ možnosť upraviť oskenovaný model. Model je možné upraviť pomocou matematickej úpravy založenej na polynómoch. Toto nastavenie pozostáva z dvoch krokov. V prvom kroku si nasnímané mračno bodov rozdelíme na kocky. V druhom si vyberieme veľkosť polynomického stupňa, ktorý spája jednotlivé kocky. Čím je viac kociek (od 4 po 10 ) a väčší polynomický stupeň (od 2 po 5), tým má naskenovaný objekt hladšie krivky a zachytáva viac detailov. Porovnanie od menšieho nadstavenia po väčšie je na obrázku (obr.5)
Obr.5 Úprava modelu |
---|
Pri skenovaní, však dochádza aj ku chybám v geometri. A to v prípade, ak nie je skenovaný model farebne alebo materiálovo vhodný. Preto si používateľ musí zvážiť, aký typ materiálu použije, prípadne ako ho upraví pred skenovaním. Pretože pri skenovaní nevhodného materiálu môže dochádzať k chybe odrazu laserového lúča do kamery. Takéto problémy sa vyskytujú pri príliš lesklých, tmavých a priesvitných materiáloch. Taktiež môže nastať problém pri mnohofarebných modeloch. V týchto všetkých prípadoch sa používajú prášky, antireflexné a matné farebné spreje, ktoré nám upravia model pred skenovaním. A to do stavu, keď sa laser bude čo najlepšie odrážať od objektu do snímacej kamery. Pri takto upravenom modeli dostávame najreálnejšie výsledky.
Obr.6 Chyby skenovania |
---|
Ako tento skener funguje si môžete pozrieť na nasledujúcom linku.
Ukážku funkcie programu Reverse Engineering Extension si môžete pozrieť tu.