3Д копия человека: как это делается и сколько стоит

Содержание

как быстро создавать протезы и другие уникальные изделия

Реверс-инжиниринг

Истории внедрения

Медицина

Автор: Алексей Чехович

Автор: Алексей Чехович

Видео: 3D-сканирование лица в реальном времени | Закажите бесплатное тестовое сканирование | 3D-сканер помогает пострадавшим | 3D-сканирование человеческого тела в мельчайших деталях

Создание протезов с помощью 3D-технологий: эра новых возможностей

По мере того, как технологии совершенствуются и становятся все более доступными, появляются новые возможности для решения сложнейших медицинских проблем. Команде исследователей из компании Chabloz Orthopaedie (Франция) удалось создать уникальный и по-настоящему революционный протез.

Chabloz Orthopédie работала с Дени Готье, у которого было ампутировано предплечье. Сначала специалисты провели 3D-сканирование здоровой руки пациента с помощью сканера peel 3d, чтобы получить ее зеркальное отображение. Это было сделано для того, чтобы спроектированное изделие идеально повторяло пропорции здоровой конечности. Оставшаяся часть ампутированной руки также была отсканирована для достижения удобной и эргономичной посадки протеза.

Дени Готье с готовым протезом

Далее команда приступила к проектированию CAD-модели и разработке миоэлектрического протеза. Аккумуляторы, кабели датчиков и искусственная кисть были интегрированы с изготовленным предплечьем. Сам протез был разработан в САПР и напечатан на 3D-принтере. Для печати различных компонентов предплечья использовалась технология HP Jet Fusion. После изготовления все детали прошли финишную обработку и были покрашены.

Использование 3D-сканирования и 3D-печати гарантирует не только правильную посадку приспособления, но и дает полную свободу движений. Новый подход к проектированию протезов позволяет профессионалам разрабатывать решения, обладающие небольшим весом и легко кастомизируемые.

Вам известно, что созданные на 3D-принтере детали на 20% легче, чем их аналоги из углеродного или стекловолокна? Такие изделия обладают еще и необходимой жесткостью, твердостью и долговечностью.

Позже этот инновационный протез совместили с кистью BeBionic, одной из самых продвинутых бионических конечностей, и по индивидуальным параметрам были изготовлены ультрасовременные миоэлектрические предплечье и кисть. Случай Готье – отличный пример инновационного использования технологий 3D-измерений и 3D-печати.

На видео показан полный процесс оцифровки лица и ушей с помощью портативного 3D-сканера Creaform Go!SCAN 20 (сейчас выпускается его аналог в белом цвете peel 2). Это решение позволяет получить детализированную цифровую модель для использования в таких областях, как пластическая и восстановительная хирургия, в частности, лицевое протезирование.

Закажите тестовое 3D-сканирование бесплатно!

3D-сканер помогает пострадавшим

К сожалению, по всему миру неизбежно происходят трагедии, и пострадавшие нуждаются в помощи. Но, к счастью, существуют такие организации, как «Врачи без границ» (Médecins Sans Frontières), которые делают все возможное, чтобы предоставить им необходимое лечение и уход. С 2016 года организация прилагает неустанные усилия, пытаясь решить проблему обеспечения протезами нуждающихся во всем мире. Цель – помочь людям с ампутированными конечностями вновь обрести самостоятельность. Решения, которые при этом используются, – 3D-технологии.

По завершении медицинского обследования пациента врачи определяют его потребности и ожидания. С помощью сканера peel 3d, с минимальным дискомфортом для пострадавшего, создается высокоточная цифровая модель поврежденной конечности. По сравнению с традиционно используемым созданием слепков 3D-сканирование выполняется значительно быстрее и не требует контакта. Затем результат 3D-сканирования переносится в программное обеспечение для виртуального проектирования приемной гильзы и протеза. Разработанный компонент изготавливается на 3D-принтере и устанавливается на конечность пациента. Если необходимо, в процессе установки протез и гильза дорабатываются. Через три месяца использования пациент приглашается для оценки удобства протеза.

Специалисты «Врачей без границ» также разработали похожую процедуру для создания компрессионных масок для пациентов с ожогами. Здесь использование бесконтактной технологии также дает значительные преимущества по сравнению с традиционными гипсовыми бинтами, не только делая процедуру менее болезненной для пациента, но и ускоряя ее, что позволяет обеспечить помощью гораздо большее количество людей в нуждающихся странах.

Физиотерапевт Пьер Моро сканирует пациента с ожогами головы. Затем на основе скана создается прозрачная маска для прессотерапии / Фото: Elisa Oddone, Al Jazeera

Рассказывает физиотерапевт Пьер Моро, сотрудник «Врачей без границ»: «Цель проекта с использованием 3D-технологий – оказание помощи пациентам, нуждающимся в специальном реабилитационном уходе. Мы запустили этот проект в Аммане в 2017 году, где мы начали обеспечивать пациентов с ампутированными верхними конечностями протезами, напечатанными на 3D-принтере. Но просто напечатать протез недостаточно – мы стараемся понять потребности пострадавших, найти индивидуальные решения и как можно дольше поддерживать их в новом положении. Нам помогает междисциплинарная команда реабилитационных работников и инженеров. Тогда наши специалисты помогли более 30 пациентам в Иордании.

В 2018-м мы начали использовать технологию еще в одном направлении – для пациентов с ожогами, особенно на лице и шее. Осложнения на коже – весьма серьезная проблема для пострадавших от ожогов. Могут образоваться гипертрофические рубцы, и нужна прессотерапия. Для этого требуются прозрачные маски, но их довольно сложно изготовить на месте. Поэтому мы начали осваивать 3D-сканирование, 3D-печать и компьютерное моделирование, пытаясь помочь нашей команде в производстве этих устройств для пациентов, которым они так необходимы.

Сейчас мы предоставляем более 50 прозрачных лицевых ортезов.

Когда я думаю об этом проекте, мне всегда вспоминается одна история, демонстрирующая его развитие. В 2017 году в Иордании у нас была маленькая пациентка с ожогами и ампутацией – у нее не было руки, и состояние ее оставшейся части было слишком сложным, чтобы разработать протез. Тогда мы не смогли ей помочь. Но она вернулась в следующем году, и мы наконец-то смогли изготовить для нее протез. Впервые она смогла пользоваться рукой. Это одно из наших лучших воспоминаний о проекте и показатель его успеха».

3D-сканирование человеческого тела в мельчайших деталях

На Земле уже более 7,5 миллиардов человек, и хотя некоторые очень похожи друг на друга, полностью одинаковых людей не существует. С таким разнообразием лиц вовсе не удивительно, что в процессе эволюции человеческий мозг стал мастерски распознавать мельчайшие детали, помогающие их различать. Чтобы максимально приблизиться к оригиналу, 3D-скан статуи должен быть предельно точным и иметь высокое геометрическое разрешение.

3D-копии: результат сканирования с помощью Kinect в 2013 году (фигура слева) и с помощью peel 3d (фигура справа)

Для повышения качества сканирования канадская компания USIMM начала использовать peel 3d. Компания специализируется на мехобработке неметаллических материалов и постоянно участвует в художественных проектах. Главной целью было показать эволюцию обработки на станках с ЧПУ, сравнив результаты обработки 3D-версии одного сотрудника, выполненной несколько лет назад, с текущими результатами.

По словам Леи Лепаж из USIMM, сканирование живого человека – весьма непростое дело: «Сканеры, как правило, весьма чувствительны к мельчайшим движениям, даже если это просто дыхание. Отсканировать человека очень трудно». Для того, чтобы выполнить такую неординарную задачу, команде USIMM требовался 3D-сканер, невосприимчивый к определенным движениям, – но при этом имеющий высокие показатели разрешения и точности.

Такими качествами обладает peel 3d: разрешением до 0,5 мм и объемной точностью 0,5 мм/м.

Команда отсканировала того же сотрудника в той же позе – как и несколько лет назад. Полученные данные 3D-сканирования были отправлены на пятиосевой станок с ЧПУ, а затем создана полноразмерная копия человека из полистирола. Результаты были невероятными.

Результаты сканирования, полученные ранее устройством Skanect, и рядом не стояли с результатами peel 3d. «Разница между прошлыми и текущими результатами проекта колоссальна», – прокомментировала Леа Лепаж. Новая копия получилась куда более реалистичной и точнее передавала оригинал.

Материалы предоставлены компанией Creaform. Фото в заставке © Elisa Oddone, Al Jazeera

Статья опубликована 08.12.2020 , обновлена 03.03.2022

Применение технологий 3D-печати в различных сферах и отрослях

Применение 3D печати

3D печать – это уже не новинка, не что-то космическое и сверхсекретное, а вполне применимая в реальной жизни человека технология, которая активно осваивает все новые и новые области (применение). Уже сейчас есть сферы применения 3D печати, в которых она прочно обосновалась и не собирается сдавать позиции. В первую очередь нужно отметить следующие:

  • медицина и стоматология;
  • образование;
  • ювелирное производство;
  • мелкосерийное производство, в том числе и сувениров;
  • архитектура и строительство;
  • дизайн и мода;
  • искусство и музейное дело;
  • функциональное тестирование образцов и многое другое.

3D печать в медицине и стоматологии

При помощи 3D принтеров в медицине и стоматологии можно решать целый ряд задач. В первую очередь следует отметить протезирование, так как обычные 3D принтеры позволяют создавать не только банальные протезы, но и целые экзоскелеты, способные существенно улучшить качество жизни многих людей. Также 3D печать биосовместимыми материалами используется при создании высокоточных имплантатов, например в челюстно-лицевой хирургии.
В области ортопедии при помощи 3D принтера можно изготавливать уникальные стельки и обувь.
Незаменима 3D печать при планировании операций, так можно напечатать орган или пораженную зону с высочайшей детализацией на основании данных МРТ или КТ. Так можно сократить время операции и исключить ошибки.
Стоматология 3D печать использует для изготовления высокоточных слепков, протезов зубов различной степени сложности, а также капп для исправления прикуса.

3D печать в архитектуре и строительстве

В архитектурно-строительной сфере 3D печать пользуется наибольшим спросом в области создания макетов будущих сооружений. С этой целью применяют полноцветную гипсовую печать. В результате готовый высокодетализированный макет можно получить буквально за часы, а не месяцы, как это было раньше.
Также применяется 3D печать для создания малых архитектурных форм, причем как из гипса, так и из пластика.

Мода, искусство, дизайн…

В области создания креативной одежды и обуви активно используется 3D печать гибкими полимерами. Технология позволяет реализовать проект любой степени сложности, и уже высоко оценена модниками, стилистами и просто креативными людьми.
Создание дизайнерских объектов с помощью 3D печати – новое слово в интерьерном и модном дизайне. Самая оригинальная и необычная идея может быть реализована в самые короткие сроки (применение). При этом печатается не только одежда, но и статуэтки, оригинальные светильники и даже мебель. Особо выделяется возможность создания оригинальной бижутерии, украшений и аксессуаров.

Применение 3D печати в ювелирной отрасли

3D печать в ювелирном деле востребована не меньше. Во-первых, при помощи 3D печати можно создавать оригинальные прототипы, выжигаемые образцы. Во-вторых, есть 3D принтеры, способные печатать ювелирными сплавами, что позволяет создавать оригинальные драгоценные украшения посредством 3D печати. Многие ювелирные салоны предлагают разработку индивидуальных украшений и используют для их создания 3D печать.

Функциональное тестирование и мелкосерийное производство

Для тестирования образца и мелкосерийного производства (от 1 единица товара, в том числе и эксклюзива) нецелесообразно использовать дорогие технологии отливки, которые к тому же отнимают много времени. 3D печать позволяет в кратчайшие сроки получить объект с необходимыми характеристиками и провести все тесты по функциональности.

Если вам необходима 3D печать, то вовсе необязательно приобретать дорогостоящий 3D принтер. Можно воспользоваться услугами печати. Мы предлагаем вам большой ассортимент материалов и технологий печати. Компетентные сотрудники готовы подобрать оптимальный вариант печати, который будет на 100% отвечать всем вашим требованиям. Чтобы заказать 3Д печать, необходимо предоставить файл с цифровой моделью в формате STL.

Применение 3D сканирования

Простое сканирование двумерных объектов, появившись, произвело настоящий фурор. Какие же перспективы открылись перед 3D сканированием? Сейчас огромное количество сфер жизнедеятельности человека использует возможности 3D сканирования. Наиболее востребовано оно в следующих областях:

  • медицина и стоматология;
  • реверс-инжиниринг и промышленное производство;
  • дизайн;
  • архитектура, реставрация;
  • музейное дело и искусство;
  • археология;
  • автомобилестроение и тюнинг;
  • производство сувениров и многое другое.

Спектр возможностей использования 3D сканирования весьма огромен и намного шире, чем это можно описать.

3D сканирование в медицине и стоматологии

Медицинская сфера – это область, которая активно использует практически все инновационные технологии. При помощи 3D сканирования можно добиваться максимально качественных решений в области челюстно-лицевой хирургии. 3D сканирование позволяет сделать протезирование максимально точным. Используются 3D сканеры и при изготовлении ушных протезов и вкладышей, максимально повторяющих индивидуальную анатомию уха пациента.
В стоматологии при помощи 3D сканирования создается точная цифровая копия будущего протеза и ротовой полости пациента.
3D сканирование стопы человека позволяет осуществлять высокоточное моделирование в ортопедии для изготовления идеальной по конструкции и форме обувь.

3D сканирование в промышленном производстве и реверс-инжиниринге

3D сканирование позволяет получить точную цифровую копию детали для последующей ее модернизации, изменения или доработки. Такой подход носит название реверс-инжиниринг.
Применимо 3D сканирование в области промышленного производства, позволяя осуществлять более качественное и продвинутое 3D моделирование самых разных объектов.

Дизайнерская сфера, искусство, музейное дело и археология

3D сканирование предметов искусства позволяет создавать недорогие реплики. В области дизайна различных предметов 3D сканирование позволяет уникализировать их, добавляя различные креативные элементы.
Посредством 3D сканирования можно создавать виртуальные музеи и архивы, в которых будут храниться точные копии предметов искусства и истории. С цифровыми копиями работать можно, не опасаясь повредить оригинал. Поэтому активно используется 3D сканирование в археологии. Очень перспективно использование 3D сканирования и в области реставрации различных объектов.
Перебрать все возможности использования 3D сканеров просто невозможно. А если вам необходимо воспользоваться этими возможностями, то вовсе не обязательно покупать дорогой 3D сканер. Можно заказать 3D сканирование в нашей компании. Профессиональные инженеры быстро и качественно произведут все работы, предоставив вам нужный материал.

Применение 3D моделирования

3D моделирование – это работа в специальной программной среде, позволяющей создать цифровой трехмерный, объемный прототип какого-либо объекта. Основное назначение 3D моделирование – создание новых объектов, продукции, изделий.
Спектр применения 3D моделирования и 3D визуализаций очень широк:

  • медицина и стоматология;
  • промышленное производство;
  • наука и образование
  • архитектура;
  • графика, анимация, игры и видео;
  • дизайн;
  • реклама и маркетинг;
  • ювелирная сфера и т.д.

Для работы в зависимости от задачи и целей используются самые разные программные продукты. Среди основных: Autodesk 3d Max, Blender, Zbrush, Компас (САПР), AutoCAD, SolidWorks и многие другие.

3D моделирование и визуализация в медицине и стоматологии

Посредством 3D моделирования в медицинской сфере можно не только наглядно показать пациенту ход операции и будущие изменения (пластика, челюстно-лицевая хирургия), но и осуществлять анатомически точное моделирование протезов и имплантатов (применение). Аналогично используется 3D моделирование в области стоматологии. С этой целью работают в специальном стоматологическом программном обеспечении, учитывающем разные анатомические особенности ротовой полости, прикуса и зубного ряда пациента.
3D моделирование также используется при изготовлении ушных протезов и вкладышей, которые для максимального комфорта должны идеально повторять анатомию пациента.

3D моделирование в производстве

3D моделирование активно используется в производственной сфере при разработке разнообразной продукции. Например, при разработке новой коллекции мебели, посуды и т.д. Но наиболее важным 3D моделирование будет в производстве разной техники: автомобилей, узлов, агрегатов, оборудования и т.д.
Точная 3D визуализация позволяет даже разрабатывать усовершенствованные детали разной техники, идеально подходящие к уже существующим условиям.
В современных условиях немаловажную роль играет дизайн будущего изделия, начиная корпусом техники и заканчивая кузовом автомобиля. 3D моделирование позволяет не только визуализировать процесс, но и вносить при необходимости изменения.

3D моделирование в дизайне и архитектуре

При помощи 3D моделирования разрабатывается не только дизайн продукции, но и ландшафтный дизайн, архитектура, дизайн интерьеров, бижутерии, самых разных предметов искусства. Возможность внесения изменений и предварительная оценка проекта позволяют сделать процесс менее затратным и более эффективным.

Маркетинг, реклама, анимация

В рекламно-маркетинговой сфере использование 3D моделирования позволяет создавать уникальные конструкции с оригинальным дизайном и исполнением, воплощая даже самые сложные задумки. Сфера использования не ограничивается производственной частью. Сюда же можно отнести рекламные ролики, созданные при помощи 3D анимации, которая активно используется в современном кинематографе. А 3D графика уже давно стала неотъемлемой частью компьютерных игр.
3D моделирование – это сложный процесс, требующий профессионализма, особенно в случаях со сложными объектами. Наша компания предлагает вам услуги профессионального 3D моделирования в разных программных средах. В итоге работы вы получите готовый файл со смоделированным трехмерным объектом. Все, что нужно предоставить – это рисунок, чертеж или фото с описанием.

3D принтеры Stratasys в стоматологии

3D-печать в стоматологии произвела настоящую революцию, поэтому появился целый класс специализированных стоматологических трехмерных принтеров. Адаптация технологий пространственного моделирования (как трехмерного сканирования, так и трехмерной печати) привела к взрывному росту продаж этого оборудования именно для стоматологических клиник, институтов и даже небольших частных кабинетов. Ежегодный прирост рынка на сегодняшний день превышает отметку 35%. Все ведущие стоматологические клиники и работающие в них специалисты уже признали, что цифровая стоматология — это будущее отрасли. Гибкость аддитивного производства, скорость и точность делает цифровой процесс не просто альтернативой, а реальной заменой традиционных технологий протезирования, изготовления коронок и ортодонтических приспособлений. Прогноз однозначный — в ближайшие 10 лет 3D-печать технологией PolyJet или лазерным спеканием металлов станет единственным методом производства всех стоматологических решений. Огромный толчок этому дало появление специальных биосовместимых стоматологических материалов для 3Д-печати. Что же можно печатать стоматологу на 3D-принтере? Ниже — несколько примеров как применяется трехмерная печать стоматологами, ортодонтами и протезистами.

Челюстные модели для тестирования коронок и мостовых протезов

Трехмерный принтер позволяет быстро создать точную копию челюсти, чтобы можно было без лишнего беспокойства и в условиях максимального комфорта для пациента проверить правильность изготовления коронок и мостов. Трехмерное сканирование, как начальная стадия, сделает этот процесс максимально точным и избавит от необходимости хранить громоздкие изготовленные в материале модели протезов — все будет в цифровом виде.

Хирургические шаблоны

Успешность имплантации протезов зубов зависит от правильного положения имплантов. Чтобы в процессе операции сделать это с максимальной точностью, на трехмерном принтере печатается шаблон,который позволит хирургу свободно манипулировать имплантами, но при этом установить их в точно заданные позиции. Без трехмерного принтера подобная процедура была бы крайне дорога, и при этом все равно недостаточно точная — так как только сканирование ротовой полости с последующим цифровым моделированием позволяет абсолютно точно изготовить индивидуальный хирургический шаблон.

Мастер-модели для элайнеров

Традиционна технология изготовления элайнеров подразумевает утомительную и неприятную для пациента процедуру. Технологии трехмерного моделирования практически исключают участие его в процессе. При помощи трехмерного сканирования создается абсолютно точная копия зубов и челюсти пациента, трехмерная модель далее печатается на 3D-принтере и ортодонт получает в свое распоряжении челюсть пациента без самого пациента. Можно легко рассчитать нужную форму и количество кап, смоделировав челюсть не только в статике, но и в динамике. Сами элайнеры пока еще не печатаются не принтере, так как нет подходящих материалов. Но обычное вакуумное литье делается по модели, напечатанной на 3Д-принтере и это уже несложная и недорогая процедура.

Диагностические модели

Трехмерное сканирование и последующая печать на 3Д-принтере дает возможность изготавливать модели для диагностики смыкания челюстей, антропометрических измерений и дополнительной оценки зубных рядов без дорогостоящей и длительной процедуры изготовления слепков, которая является неотъемлемой стадией традиционного моделирования в стоматологии. С технологиями трехмерного аддитивного производства модель можно изготовить быстро и абсолютно точно.

Модели для тестирования имплантатов

Существование материалов для 3Д-печати с различными механическими свойствами, и, особенно, появление цифровых материалов, дало стоматологу возможность безопасно и комфортно для пациента протестировать конструкцию импланта. 3D-принтер может напечатать модель челюсти пациента не только по размерам и форме точно повторяющую оригинал, но и максимально близкую к живой челюсти по своему составу и свойствам. Имитация десен и кости челюсти позволяет свести риск неудачной имплантации к минимуму.

Модели с воспроизведением мягких тканей

Существующие материалы для 3D-печати позволяют напечатать точную копию десен пациента, включая не только цвет, но и повторяя упругость ткани десны в точности. Любые примерочные работы и тестирование протезов можно проводить без присутствия пациента вовсе, а клиента вызывать только для окончательной процедуры.

Модели челюстей

Модель челюсти должна быть максимально точной, чтобы окончательный диагноз и лечение прошли без досадных ошибок. Без технологии трехмерной печати изготовить точную модель целой челюсти клиента, а не только зубного ряда и десен, было практически невозможно, так как сделать слепок с челюсти целиком в принципе нельзя (не удалять же живую челюсть у человека!). Сочетание технологий компьютерной томографии, трехмерного сканирования и 3Д-печати дает возможность изготовить абсолютно точную копию челюстных костей вплоть до височно-нижнечелюстного сустава.

Модели съемных протезов и виниры различных оттенков

С трехмерным принтером появилась возможность живой примерки съемного протеза до его изготовления. Можно оперативно внести коррективы в геометрию протеза и готовый будет идеально подходить пациенту. Точность и высокое разрешение печати трехмерный принтеров с технологией PolyJet Matrix позволяет идти дальше — появление цифровых материалов и биосовместимых полимеров дало возможность быстро и недорого печатать виниры произвольной формы и любого нужного оттенка.

Полноцветная модель из данных внутриротового 3D сканера

 

Купить 3D принтер для стоматологии, посмотреть его в работе или заказать тестовую печать Вы можете у официального дилера Stratasys в России — компании Jetcom.

Хотите узнать больше? 
Посмотрите наш каталог профессиональных 3D принтеров Stratasys или обратитесь к нам для выбора подходящей модели: +7 (495) 739-09-09

Как точно 3D-сканировать и 3D-печатать себя (голова и тело) — 3D Printerly

3D-печать сама по себе великолепна, но что, если бы мы могли 3D-сканировать себя, а затем 3D-печатать себя. Это определенно возможно, если вы знаете правильные методы. В этой статье я подробно расскажу и расскажу, как правильно 3D-сканировать себя.

Для самостоятельного 3D-сканирования вам следует использовать процесс, называемый фотограмметрией, который заключается в том, чтобы сделать несколько снимков с телефона или обычной камеры, а затем загрузить их в программу для 3D-реконструкции, отличной из которых является Meshroom. Затем вы можете убрать недостатки модели с помощью приложения Blender и распечатать ее на 3D-принтере.

Есть некоторые реальные детали и шаги, чтобы усовершенствовать этот процесс, поэтому обязательно продолжайте читать, чтобы получить четкое руководство о том, как самостоятельно сканировать 3D.

Что нужно для правильного 3D-сканирования?

Люди, имеющие опыт 3D-сканирования, обычно используют либо телефон, либо профессиональный 3D-сканер.

Вам не понадобится куча сложного оборудования или какой-то специализированный сканирующий аппарат, достаточно телефона приличного качества, а также правильного программного обеспечения, такого как Blender и Meshroom.

Некоторые 3D-сканеры больше подходят для небольших детализированных объектов, в то время как другие отлично подходят для 3D-сканирования головы и тела, так что имейте это в виду.

3D-сканеры фиксируют форму вашего тела с помощью ряда точек данных. Затем эти точки данных объединяются для получения 3D-модели. В 3D-сканерах используется фототехнология, например:

  • Сканеры структурированного света
  • Датчики глубины
  • Стереоскопическое зрение

Это показывает нам, что он использует различные измерения для охвата различных форм и мельчайших деталей объекта или, в данном случае, вас самих.

Все эти точки данных объединяются в единую карту данных, а полное 3D-сканирование конкретизируется.

Базовый процесс 3D-сканирования

3D-сканирование может показаться сложным с технологической точки зрения, но позвольте мне дать вам простое объяснение процесса 3D-сканирования:

  • Вы можете использовать 3D-сканер через телефон или может получить 3D-сканер.
  • Лазеры структурированного света парят над объектом, создавая точки данных.
  • Затем программа объединяет эти тысячи точек данных.
  • Все эти точки данных помогают получить подробную, точную и реалистичную модель в рамках специализированной программы

Однако, прежде чем переходить к 3D-сканированию самостоятельно или другим, следует знать несколько важных моментов.

Тип и размер объектов

Некоторые 3D-сканеры больше подходят для сканирования небольших объектов, а есть и сканеры, которые можно использовать для сканирования всего тела с головы до ног.

Вы должны знать размер объектов или себя, чтобы правильно выбрать сканер для этой цели.

Точность

Для вас было бы лучше, если бы вы рассмотрели степень точности, необходимую для 3D-сканирования.

Максимальная точность, которую может дать группа 3D-сканеров, находится в пределах 30-100 микрон.

Разрешение

Сосредоточьтесь на разрешении и выровняйте значения перед его запуском.

Разрешение напрямую связано с точностью; чем лучше разрешение вашего 3D-сканера, тем выше точность.

Скорость Сканера

Статические объекты не вызывают проблем со скоростью; именно движущиеся объекты требуют скорректированного уровня скорости. Вы можете выбрать и отрегулировать скорость в настройках программного обеспечения и с легкостью выполнять свои задачи.

Как 3D-сканировать себя

Существуют различные способы 3D-сканирования себя, и я буду перечислять их один за другим. Так что продолжайте читать.

Фотограмметрия с камерой

Йозеф Пруса подробно описывает, как выполнять 3D-сканирование с помощью фотограмметрии с помощью телефона. У него есть приятные примеры из реальной жизни и дополнительные советы, которые помогут вам получить качественные результаты.

Вместо камеры высокого класса вы можете использовать свой телефон для самостоятельного 3D-сканирования.

Существует программное обеспечение с открытым исходным кодом, которое вы можете использовать для своих нужд фотограмметрии. Meshroom/AliceVision отлично подходит для фотограмметрии, Blender отлично подходит для редактирования, а Cura — хороший выбор для нарезки.

Итак, первый шаг — использование Meshroom, бесплатного программного обеспечения с открытым исходным кодом, которое специализируется на 3D-реконструкции, фото и отслеживании камеры для создания 3D-моделей с использованием нескольких фотографий в качестве источника.

У него есть несколько замечательных функций, которые значительно облегчают создание высококачественных сеток, которые можно легко использовать.

Что вы делаете:

  • Получите желаемый объект и убедитесь, что освещение достаточно равномерное по всему периметру
  • Сделайте несколько снимков (50-200) желаемого объекта, убедившись, что он остается на одном месте
  • Экспортируйте эти изображения в Meshroom, чтобы собрать их вместе и воссоздать объект в виде 3D-модели
  • Очистите модель в приложении Blender, чтобы сделать 3D-печать проще и точнее, а затем экспортируйте в слайсер 9. 0022
  • Разрежьте и распечатайте модель как обычно

Чем лучше ваша камера, тем лучше будут ваши 3D-модели, но вы все равно можете получить модели отличного качества с камерой телефона достойного качества. Йозеф Пруса использует камеру DSLR, которая отлично подходит для дополнительных деталей.

2. Мобильное приложение для 3D-сканирования

Этот метод не требует дополнительного оборудования и дополнительных рук для помощи в процессе сканирования. Процесс прост и описан ниже:

  • Установите приложение, которое вы хотите для сканирования.
  • Сфотографируйте свое лицо.
  • Переместите лицо в обе стороны, чтобы сканер зафиксировал стороны.
  • Отправьте результат по электронной почте на свой рабочий стол или ноутбук.
  • Легко создавайте свою модель.

В зависимости от возможностей сканирования вашего телефона вам, возможно, придется экспортировать файл и изменить расширение файла на .png, а затем открыть файл .gltf, если он не открывается.

Затем вы можете открыть его в Blender и экспортировать как файл .obj.

2. Ручные 3D-сканеры

Ручные 3D-сканеры, как правило, довольно дороги, особенно если вам нужен сканер достойного качества. Если у вас есть локальный доступ к 3D-сканеру для быстрого использования, то это было бы идеально.

Я написал статью о лучших 3D-сканерах стоимостью менее 1000 долларов, в которой подробно описаны некоторые из лучших дешевых сканеров.

Если вы хотите отсканировать себя с помощью ручного 3D-сканера, вам понадобится помощник. Этот процесс проще, чем при использовании фотограмметрии, но по сути они используют ту же концепцию.

Вам понадобится второй человек, чтобы помочь вам со сканированием. Что требуется сделать, так это:

  • Встаньте в хорошо освещенную комнату, в идеале с несколькими источниками света, чтобы уменьшить тени
  • Попросите второго человека медленно перемещать 3D-сканер по всему телу или частям тела, которые вы хотите захватить
  • Аналогично сканированию камерой, вы экспортируете эти изображения в программу, чтобы сделать из них модель.

3. Кабины для 3D-сканирования

iMakr — отличный пример кабины для 3D-сканирования, которая создает «мини-ты» с использованием новейших технологий для воссоздания вашей внешности из композита из песчаника, наполненного трехмерными цветами.

Весь процесс не занимает много времени и может быть выполнен примерно за две недели.

Вот как это работает:

  • Вы приходите в iMakr, одетые так, чтобы произвести впечатление.
  • Мы сканируем изображение вашего тела в полный рост в нашей кабине для сканирования.
  • Ваши сканы обрабатываются на месте в исходный файл для печати.
  • Этот файл передан нашей команде дизайнеров для окончательной подготовки.
  • Мы печатаем полноцветную модель Mini-You из песчаника.
  • Мы доставим ваш Mini-You или вы можете забрать его в магазине.

Doob — еще один сервис 3D-сканирования, который делает ваши копии. Посмотрите классное видео ниже, чтобы узнать больше о процессе.

 

4. Сканер Xbox Kinect

Многие люди приходят в восторг, когда узнают о возможностях своего Xbox Kinect для фактического 3D-сканирования самих себя. Kinect довольно устарел, но для некоторых это все еще вариант.

Их не так много в наличии, хотя их можно купить на Amazon, Ebay или других сайтах электронной коммерции.

Вы можете скачать последнюю версию KScan с зеркала, так как она больше не доступна.

Как распечатать 3D-модель самого себя

В зависимости от метода, который вы использовали для подготовки 3D-модели, вы должны были создать файл, который можно было бы обработать и нарезать для окончательной печати.

Сначала это может показаться довольно сложным, но при правильном направлении это может быть довольно просто.

После того, как вы сделали все фотографии, необходимые для создания 3D-модели, остальная работа выполняется в системе. Шаги перечислены ниже для вашего понимания.

Как упоминалось ранее, вы захотите использовать программное обеспечение Meshroom/AliceVision с открытым исходным кодом для создания модели для печати.

Meshroom можно скачать с их официального сайта.

Приведенное ниже видео является отличным учебным пособием по созданию 3D-модели объектов и себя, если у вас есть изображения!

Лучшие приложения для 3D-сканеров для 3D-печати

Магазины приложений для Android и iPhone заполнены приложениями для 3D-сканеров.

При установке этих приложений вам не потребуется никакого дополнительного оборудования, кроме вашего смартфона. Список приложений выглядит следующим образом:

  • Qlone: ​​это бесплатное приложение, которое работает как на устройствах IOS, так и на устройствах Android. Вам потребуется специальный черно-белый бумажный коврик, который может выглядеть как QR-код для сканирования чего-либо.
  • Scandy Pro: это приложение предназначено только для пользователей iPhone и может превратить iPhone в полноцветный 3D-сканер. Вы можете редактировать сканы в приложении в режиме реального времени с помощью различных инструментов.
  • Scann3D: пользователи Android могут использовать это приложение для сканирования фотографий объекта, который они хотят отсканировать в 3D.

Чтобы получить правильное сканирование, вы должны сделать фотографии в непрерывном круге вокруг объекта.

  • Sony 3D Creator: 3D Creator — это первая разработка Sony в области сканирования смартфонов, совместимая со всеми устройствами Android. Благодаря режиму селфи вы даже можете сканировать себя.

3DPrinting — библиотека UofA

ОБОРУДОВАНИЕ и ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

  • Prusa i3 MK2
  • Пруса i3 MK3S
  • Нить PLA

ПОДГОТОВЬТЕ СВОЮ МОДЕЛЬ

  • Подготовьте свою 3D-модель
  • Сохранить модель как файл .stl

ПОЛИТИКА

Makerspace и авторские права

MAKERSPACES ON CAMPUS

  • Цифровой стипендиальный центр
  • Кампус Августана 3D-типография
  • Хижина (Научный факт)
  • Инженерный гараж Elko

СТАТИСТИКА 3D-ПЕЧАТИ

ОБОРУДОВАНИЕ

В библиотеке Кэмерона у нас есть четыре принтера Prusa MK3 и два принтера Prusa MK2S . Это наши основные принтеры. Чтобы ознакомиться с полными характеристиками машин, нажмите на ссылки ниже:

  • Prusa MK3: https://www. prusa3d.com/new-user-mk3/
  • Prusa MK2S: https://www.prusa3d.com/new-user-mk2s/

DSC Makerspace позволяет получить доступ к следующим принтерам (пожалуйста, посетите их сайт для получения информации об использовании этих принтеров):

  • Ultimaker 2 Extended+: https://ultimaker.com/3d-printers/ultimaker-2-plus
  • Расширенная версия Ultimaker 3: https://ultimaker.com/3d-printers/ultimaker-3
  • FormLabs Form 3 (недоступно для прямого обслуживания): https://formlabs.com/3d-printers/form-3/

Материал

В Cameron Library мы используем нить PLA .

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Для подготовки заданий к печати мы используем PrusaSlicer или Ultimaker Cura. Чтобы узнать больше и попробовать их, посетите их веб-сайты:

  • https://www.prusa3d.com/prusaslicer/
  • https://ultimaker.com/software/ultimaker-cura

Другое программное обеспечение для нарезки:

  • Slic3r — это программа с открытым исходным кодом, которая конвертирует файлы STL в Gcode. Это также полезно для разрезания и сохранения моделей на несколько частей.

ПОДГОТОВЬТЕ СВОЮ МОДЕЛЬ

Вот некоторые вещи, которые вы должны рассмотреть перед отправкой дизайн для службы 3D-печати Cameron Library. Для непосредственного альтернативы (в которых пользователи сами выполняют печать), обратитесь в DSC или TheShack.

Выступы

Наши 3D-принтеры работают, укладывая потоки нити один за другим. Если ваша конструкция включает какие-либо детали, которые свисают более чем на 45 градусов, потребуется наша сотрудников рассмотреть следующие решения:

  • распечатать модель, используя автоматически созданный вспомогательный материал
  • изменить ориентацию модели для облегчения послойной печати
  • изменить модель (например: разрезать ее на 2 части с помощью Slic3r)
  • отправить модель на доработку

Для получения дополнительной информации о выступах и опорах см. 3D-печать выступов: как 3D-печатать выступы.

Заполнение

Величина заполнения по умолчанию для принтеров в библиотеке Кэмерона составляет 5%. Для получения базовой информации о заполнении для 3D-печати см. документ Заполнение для 3D-печати: основы — простое объяснение. Запросы на более высокое заполнение будут рассматриваться в каждом конкретном случае основа.

Формат файла

Все отправляемые файлы должны быть стереолитографическими с расширением STL. (.стл).

Размеры кровати

Объекты, напечатанные в библиотеке Камерон, печатаются на кровати размером 210 x 210 мм. Максимальная высота (по оси Z), которую могут разместить принтеры, составляет 250 мм. Мы не можем разместить модели, которые не соответствуют этим размерам. Чтобы убедиться, что ваш объект подходит для наших принтеров, вы можете загрузить и установить то же программное обеспечение Prusaslicer, которое мы используем, и импортировать свою модель.

Размер объекта

В библиотеке Кэмерона 3D-печать выполняется только в часы работы службы поддержки. Мы рекомендуем отправлять модели, которые будут напечатаны через 4-6 часов. С нашими настройками принтера по умолчанию (высота слоя 0,15 мм и заполнение 5 %), изготовление мяча для гольфа займет 1 час 15 минут, а печать бейсбольного мяча — 2 часа 15 минут. Печать большего размера возможна по согласованию.

Несколько частей

Если ваша модель состоит из нескольких частей, сделайте каждую из них отдельным файлом STL. Вы можете отправить до 5 файлов за одну отправку.

Преобразование единиц измерения

Наше программное обеспечение для 3D-печати использует метрические единицы измерения (мм). Если ваша модель была разработана с использованием имперских измерений, она может показаться с нашей стороны либо очень крошечной, либо очень большой. В этих случаях вас могут попросить скорректировать ваш дизайн, чтобы компенсировать это несоответствие, и отправить его повторно. Хороший способ проверить это — загрузить и установить то же программное обеспечение Prusaslicer, которое мы используем, и импортировать вашу модель.

ПОЛИТИКА ПЕЧАТИ

  • 3D-принтеры библиотеки могут использоваться только в законных научных целях. Никому не разрешается создавать материалы, которые:
    • Для коммерческих целей
    • Запрещено местным, провинциальным или федеральным законодательством.
    • Небезопасно, вредно, опасно или представляет непосредственную угрозу благополучию других.
    • В нарушение чужих прав на интеллектуальную собственность. Например, вы не можете воспроизводить материалы, защищенные авторскими правами, патентами или товарными знаками.
  • Библиотека оставляет за собой право отклонить любой запрос на 3D-печать.
  • Библиотека не может гарантировать качество или стабильность моделей, а также конфиденциальность проектов. Ответственность за демонтаж плотов и опор лежит на пользователе.
  • Предметы должны быть получены лицом, которое их представило, или его представителем, используя действительное удостоверение личности (предпочтительно ONEcard). Вещи, не забранные в течение 30 дней с момента печати, становятся собственностью библиотеки.
  • Очередь 3D-печати имеет приоритет на основе таких факторов, как академический приоритет, сроки выполнения занятий, повторная печать и другие проблемы по мере их возникновения. Мы оставляем за собой право изменять порядок очереди в зависимости от этих или других факторов.

Для получения дополнительной информации мы рекомендуем ознакомиться с Opening Up Copyright Учебный модуль: Makerspaces и Copyright

MAKERSPACES ON CAMPUS

Чтобы получить практический опыт 3D-печати, посетите мастерские в кампусе:

  • Центр цифровых стипендий (DSC)
  • Кампус Августана 3D-типография
  • Хижина (факультет естественных наук)
  • Инженерный гараж Элко

Статистика 3D-печати за 2019 год

6 лучших мест для поиска моделей для 3D-печати

Когда срок действия патентов на 3D-печать истек, индустрия ворвалась в дома.

Бесконечное количество 3D-моделей теперь доступно в Интернете, от персонажей D&D до запасных частей для вашей стиральной машины.

Существует множество сайтов для обмена дизайнами, как платных, так и бесплатных. Вот что вам нужно знать о том, где искать лучшие модели для 3D-печати.

На что обратить внимание: 3D-модели, формат файлов, слайсеры и G-код

В Интернете есть сотни тысяч 3D-моделей, и это может немного запутать.

Веб-сайты, предназначенные для 3D-моделей, особенно полезны, поскольку файлы, доступные для загрузки, будут в правильном формате. Некоторые сайты даже проверяют дизайны авторов, чтобы убедиться, что они действительно пригодны для печати.

Поскольку многие из этих веб-сайтов созданы сообществом, вы можете прочитать комментарии или просмотреть фотографии завершенного проекта, сделанные другими людьми.

Файлы должны быть в формате STL или OBJ, поэтому проверьте это перед загрузкой. Получив файлы, используйте программное обеспечение «слайсер», чтобы преобразовать файл в G-код.

Ссылка по теме: Полное руководство для начинающих по 3D-печати

Все, что вам нужно сделать, это скопировать файл G-кода на вашу SD-карту и вставить карту в ваш 3D-принтер. Хорошо идти, верно?

Следует отметить, есть ли у 3D-модели творческая лицензия.

Например, на сайте Thingiverse творческая лицензия отображается под заголовком 9.0005 Лицензия в левой части домашней страницы модели (под тегами), например, для классической модели Benchy.

При нажатии на Creative Commons — Attribution — No Derivatives откроется ссылка, объясняющая условия воспроизведения, в том числе для коммерческого использования.

Много часов уходит на разработку 3D-модели. Поэтому, если вы публикуете свою работу публично, убедитесь, что указали дизайнера, это хороший способ поддержать его.

В зависимости от сайта дизайнер может включить ссылку, где вы можете сделать пожертвование, или в некоторых случаях эта опция встроена в веб-сайт. Для сайтов, на которых есть варианты оплаты, вы можете либо платить напрямую за дизайн, либо за подписку на веб-сайт для получения дополнительных скидок.

Каждый сайт уникален, поэтому проверьте процент прибыли, который идет дизайнеру, если вы решите его поддерживать.

Теперь, когда у вас есть общее представление о том, что вы ищете, загляните на приведенные ниже веб-сайты, чтобы найти некоторые из лучших моделей для 3D-печати.

Популярный и хорошо зарекомендовавший себя сайт Thingiverse начинался как сайт-компаньон для компании по производству наборов для 3D-принтеров.

Что замечательно на этом сайте, так это его образовательный раздел. Здесь вы можете найти проекты 3D-печати, связанные с предметом класса (например, скелет T-Rex или фигурки Lego Renaissance).

На странице с моделями вы можете найти полные планы уроков, задания и справочную информацию по предмету. Если вы учитель в классе, это может стать отличным способом познакомить молодежь с технологией 3D-печати.

Помимо производства 3D-принтеров, Prusa Printers также имеет веб-сайт для обмена дизайном.

В разделе «Производители» люди могут отправлять фотографии, когда они завершили проект, что очень полезно, если вы хотите сначала проверить качество дизайна.

Уникальной особенностью этого сайта является карта, показывающая, где в мире расположены мировые события, семинары или типографии.

На YouMagine дизайны можно собирать в коллекции, что является еще одним способом поиска новых проектов.

Коллекции варьируются от модов машин для 3D-печати до моделей медицинских масок.

Чтобы получить дизайн, достаточно нажать кнопку «Загрузить». Когда вы это сделаете, появится всплывающее окно с возможностью пожертвовать дизайнеру, если вы выберете.

Ссылка по теме: Полезные идеи и проекты 3D-печати для вашего дома

Что-то немного другое, на Thangs вы можете искать модели, основанные на похожих геометрических формах. Для этого загрузите предыдущий STL-файл, который у вас есть, в поле поиска или просто введите фигуру в поисковик; например куб.

На каждой странице модели перед загрузкой файлов можно изменить удобные параметры просмотра, чтобы отобразить модель под разными углами, а также с режимами рендеринга и цветами.

Интересно, что этот веб-сайт также позволяет вам ограничить поиск моделей только веб-сайтом Thangs или же открыть поиск на других сайтах в Интернете.

Наряду с бесплатной библиотекой файлов STL, MyMiniFactory гарантирует, что каждый файл можно распечатать, проверяя его с помощью программного обеспечения и удостоверяясь, что он был распечатан сообществом.

В магазине MyMiniFactory вы можете приобрести дизайны для поддержки художников или выбрать платную подписку на веб-сайт, чтобы получить скидки на дизайны, среди прочего, такие как собственные материалы для печати.

Кредит изображения: Креативные инструменты/flickr

Еще один сайт, на котором можно платить за дизайн, — Cults. Он имеет как бесплатные, так и платные дизайны с дополнительными функциями для пожертвований дизайнерам.