Программное обеспечение для 3d сканирования. Помощь в сканировании

Поскольку используемое оборудование работает по методу структурированного подсвета, нужно учитывать, что черные поверхности поглощают свет, а глянцевые его отражают. Поэтому сканируемый объект необходимо предварительно очистить от загрязнений, а также нанести матирующий спрей при необходимости. Он облегчает и ускоряет процесс сканирования и при этом выступает в качестве грунтовки, т.е. позволяет обеспечить более ровную поверхность объекта. Покрытие легко снимается водой или спиртом. Однако, встречаются случаи, когда матирование исключено, например, при сканировании дорогих ювелирных изделий, с которых сложно будет удалить остатки средства.

Чтобы повысить точность результата, объект маркируется специальными точками на контрастном фоне, которые во время 3D-сканирования считываются в автоматическом режиме и используются для сшивания отдельных сканов.

2.Настройка устройства и выбор зоны сканирования

В зависимости от используемого оборудования возможно 3D сканирование объектов различной геометрической формы и габаритов (оборудование нашей студии позволяет работать с объектами размером от 3 см до 2 м). Для получения 3D скана максимального качества необходимо правильно выбрать «зону сканирования», подобрать удобное место для размещения сканера, а также провести калибровку оборудования после установки.

3.Всестороннее сканирование детали

Получение 3D скана объекта производится посредством его считывания с разных точек. Однако, в случае наличия глубоких отверстий, производится сканирования видимой области, а «невидимая» для 3D сканера часть достраивается вручную во время твердотельного моделирования. Процесс требует внимательности и скрупулёзного подхода – неверная установка, настройка оборудования, ошибка при передаче данных могут потребовать повторения всех действий.

4.Сшивание отдельных сканов в единую структуру

Сканирование и последующая сшивка кадров производятся в специальных программах, например, RangeVision ScanCenter и RangeVision ScanMerge. В процессе сшивки происходит также обработка полученных сканов, очистка от шумов, мусора и дыр.

Результатом проделанной работы на этом этапе является полигональная STL – модель, представляющая собой множество треугольников.

5.Обработка stl-модели

Процесс финишной обработки сканов является одним из наиболее трудоемких в 3D сканировании. Ведь от качества сшивки и постобработки напрямую зависит конечный результат. Полученную 3D модель в формате STL можно сразу же распечатать на 3D принтере.

6.Создание твердотельной модели

Если с моделью необходима работа в системе автоматизированного проектирования (САПР) требуется предварительно «отвердить» поверхность, например, используя программное обеспечение Geomagic Control X. В дальнейшем, полученную твердотельную модель можно редактировать в любой САПР (Компас, Solidworks, Design X и др.).

7.Создание дерева построений для 3D-модели

Для получения чертежа отсканированного объекта необходимо сначала создать дерево построений, представляющее собой графическое представление последовательности объектов, которые формируют готовое изделие: плоскости, сопряжения, пространственные кривые и другие элементы.

8.Изготовление чертежа

По итоговой модели изготавливается чертеж. При необходимости его дополняют разверткой либо контуром под резку лазером. Перед созданием чертежа выполняется материаловедческая экспертиза для выбора материала. Также он может подбираться конструктором, исходя из условий эксплуатации и назначения детали.

Заказать Вы можете, обратившись к специалистам компании Заниматика. В нашей студии есть все необходимое оборудование и программное обеспечение, чтобы достичь высокой точности моделей любой сложности. Обращайтесь!

Привлекательность аддитивных технологий сложно переоценить. Поэтому вспомогательное оборудование для трехмерной печати сегодня пользуется такой популярностью. В условиях ограниченного бюджета можно сделать 3d сканер своими руками. Для этого используют подручные средства и агрегаты или же попросту превращают в сканер обычный смартфон.

Делаем 3D сканер с помощью веб-камеры

Для того чтобы изготовить самодельный 3d сканер, вам понадобится:

• качественная вебка;
• линейный лазер, то есть приспособление, испускающее лазерный луч (для получения качественного сканирования лучше, чтобы луч был как можно тоньше);
• разные крепления, в том числе и угол для калибровки;
• специальное программное обеспечение для обработки отсканированных снимков и данных.

Учтите, что без соответствующего ПО вам не удастся создать цифровую модель объектов и предметов. Поэтому изначально позаботьтесь о наличии специальных программ. К примеру, базовыми считаются DАVID-lаserscаnner и TriAngles, но они нуждаются в применении вращающейся поверхности.

Начните с калибровочного угла. Для его создания напечатайте шаблон (он входит в комплект программы). Разместите его таким образом, чтобы он создал угол в 90 градусов. Важно, чтобы во время печати соблюдался правильный масштаб. Для этого воспользуйтесь калибровочной шкалой. Калибровку камеры делают в автоматическом или ручном режиме, это также предусматривается ПО.

Чтобы отсканировать предмет, его необходимо будет разместить в калибровочном углу, а напротив установить веб-камеру. Важно поместить объект точно по центру изображения на экране. В настройках вебки нужно отключить все автоматические корректировки. Также с их помощью устанавливается цвет лазерного луча. Нажимая «Старт», совершаются плавные движения. Лучом нужно обвести предмет со всех сторон. Это будет первый цикл сканирования. В дальнейшем необходимо менять положение лазера, чтобы охватить все необработанные в предыдущий раз точки.

По завершении всех процессов сканирование останавливается и выбирается режим «показа в 3D» в программе. Если у вас нет под рукой лазера, его можно заменить источником яркого света. Он обеспечит проецирование теневой линии. Правда, в таком случае поменяйте в программе настройки, которые будут соответствовать данным параметрам.

Делаем трехмерный сканер из двух веб-камер

Если вам нужна высокая точность оцифровки, потребуется применение двух вебок. В данном случае источник света заменяется второй камерой. 3d сканер своими руками из двух камер позволяет минимизировать время вычислений по точкам, попадающим в полосу лазера.

Делаем 3d сканер из проектора и веб-камеры

Для этого понадобится:

• проектор;
• вебка;
• программа DАVID-lаserscаnner;
• штативы для вебки и проектора;
• калибровочная панель (скрепите два небольших листа ДСП под углом 90 градусов и наклейте при помощи сухого клея бумажные листы с заранее распечатанными шаблонами);
• поворотный столик (можно соорудить из старой тренажерной установки «грация» и нескольких штырей).

Чтобы отсканировать объект, располагаем его вертикально и делаем 7-8 сканов, вращая его по кругу. Объединяем полученные сканы. После этого меняем положение объекта и проделываем ту же процедуру. Объединяем сканы двух половинок предмета. Нажимая на кнопку «фузиционировать», получаем трехмерную модель объекта. Ее можно сохранить в любом выбранном формате, после чего обработать данные с помощью:

• Dеlсаm LаstMaker;
• Еasylast;
• Lаst Dеsign & Еngineering;
• Forma 2000;
• Shoemaster QS.

Делаем трехмерный сканер из игровой приставки

Xbox One – это приставка, которая уже укомплектована Кинект второго поколения и может применяться как трехмерный сканер. Если у вас обычный игровой контролер, то можно сделать 3d сканер из kinect с помощью следующих программ:

1. Kinеct Fusiоn. Создает сверхдетализированные модели, считывая данные с датчиков Kinect.
2. Skanect. С ее помощью создаются 3D-изображения помещений со всеми предметами, которые в них находятся. Чтобы создать трехмерную модель окружающего пространства, необходимо просто вращать вокруг себя устройство. С целью детализации отдельных объектов необходимо повторно навести камеру на них.

Делаем 3d сканер из смартфона

Как сделать 3d сканер из обычного мобильного устройства? Сегодня для этого используются различные программные продукты. С их помощью смартфон превращается в полноценный трехмерный сканер. Наиболее популярные программные алгоритмы:

1. МоbileFusion. Он отслеживает положение предмета при помощи штатной камеры, после чего выполняет фотосъемку. Из череды снимков получается трехмерная модель. Работает на разных платформах и ОС.
2. Помогает в создании трехмерных фотографий любых объектов, после чего отправляет их на 3D-принтер.
3. Аutodesk 123D Саtch. С помощью данной программы создают и печатают на аддитивных устройствах трехмерные модели зданий, людей и других предметов, которые можно сфотографировать со всех углов и сторон.

Подобные системы не нуждаются в аппаратных модификациях или подключении к сети Интернет. Чтобы начать работу, необходимо просто запустить мобильное приложение и провести телефоном вокруг объекта, который сканируется.

Приступая к обзору программного обеспечения для трехмерного моделирования и проектирования, необходимо очертить две глобальные задачи, на решение которых оно нацелено:

• обработка данных 3D-сканирования и моделирования;
• подготовка моделей к 3D-печати.

В этой статье мы рассмотрим основные функциональные возможности и преимущества программных продуктов, представляемых на российском рынке компанией iQB Technologies .

I. ПО для обработки данных 3D-сканирования

Важно понимать, что сам по себе процесс сканирования – только первый этап работы, это просто сбор «сырой» информации. Чтобы получить конечный результат, мы должны обработать данные сканирования с помощью специализированного ПО.

Задача программного обеспечения этого типа – создание виртуальной трехмерной копии физического объекта для ее последующего использования в системах автоматизированного проектирования, технологической подготовки производства и инженерного анализа (CAD/CAM/CAE).

После того как сканирование выполнено, полученные данные обрабатываются в программных продуктах. 3D-сканеры представляют данные в виде облака точек, а современные модели – в виде полигональных моделей (точек, которые сшиваются между собой методом триангуляции). С помощью ПО можно устранить ошибки в отсканированной модели, создать набор NURBS-поверхностей, спроектировать полноценные параметрические твердотельные модели, проанализировать возможные изменения и погрешности, провести исследования, сравнительный анализ, а также контроль размеров и качества физического объекта.

Результаты 3D-сканирования и создания CAD-модели в ПО Geomagic Design X

3D-сканирование и, соответственно, обработка полученных данных решает следующие задачи :

• контроль геометрии (в том числе геометрический контроль в процессе эксплуатации для измерения износа, входной и выходной контроль изделий);
• обратное проектирование (для восстановления и/или оптимизации формы объекта, обратный инжиниринг и построение CAD-модели);
• для реконструкции или перепланировки зданий, сооружений, объектов;
• проверка на собираемость;
• создание цифровых архивов.

На производстве 3D-сканирование применяется прежде всего для обратного проектирования (reverse engineering) и контроля геометрии.

• наличие сценариев макросов для автоматизации процессов;
• самый простой способ сохранить, преобразовать текстуру и фактуру поверхности, в том числе и в карту текстуры;
• инновационная возможность преобразования скрученных поверхностей в плоские для их измерения, моделирования текстуры и фактуры, создания 2D-эскизов;
• простой и оперативный способ создать из области точек 3D-модель для печати;
• поддержка всех трехмерных цифровых преобразователей, камер и сканеров формата XYZ/ASCII и обработка упорядоченных и неупорядоченных данных поверхностей и объемов.

Geomagic Control X: мощный софт для контроля геометрии

Гибкий программный продукт для выявления и решения проблем в области контроля качества, предлагающий многофункциональные и интуитивно понятные инструменты измерения, управления и анализа.

Непосредственная задача ПО – сравнение данных эксплуатационного изделия с эталонной моделью и составление полноценных отчетов в удобном формате. Процесс формирования отчетности может быть автоматизирован, а полученными данными легко обмениваться со всеми участниками проекта. Control X позволяет значительно повысить показатели предприятия при выполнении контроля качества продукции.

Control X – это:

• возможность сравнения полученных данных как с эталоном, так и с другими данными;
• контроль и анализ полученной информации в сравнении как с эталоном, так и с другими данными;
• настраиваемые выгружаемые отчеты, с возможностью автоматизации контроля;
• поддержка данных, полученных не только с помощью 3D-сканирования, но и другими способами;
• поддержка большого количества форматов, что позволяет контролировать и анализировать данные из различных источников;
• интуитивно понятный интерфейс.

Geomagic Design X: новые возможности работы в САПР

Наиболее комплексное программное обеспечение для реверс-инжиниринга, начиная с данных 3D-сканирования до создания твердотельной параметризированной модели (CAD).

• возможность создания дерева построения САD-детали в наиболее распространенных международных САПР;
• воссоздание истории построения САD-детали в самых передовых САПР;
• быстрое воссоздание моделей по отсканированным данным;
• многообразие инструментов и алгоритмов для обработки данных.

Geomagic for SolidWorks: быстрый путь от физического объекта к рабочей среде CAD

Еще одно программное решение для реверс-инжиниринга с широким набором функций. Это набор программных инструментов, который обеспечивает расширенные возможности по использованию облаков точек и многоугольников в процессе проектирования. Представляет собой плагин, совместимый с популярными моделями 3D-сканеров и поддерживающий импорт стандартных форматов точечных и полигональных файлов.

Geomagic for SolidWorks – это:

• скоростная автоматизированная обработка облака точек;
• мощные инструменты выравнивания;
• автоматическая обработка поверхности;
• формирование поперечных сечений сеток;
• 3D-сравнение с анализом отклонений начального уровня;
• контроль отклонений на всех этапах проектирования;
• создание высококачественных твердотельных моделей;
• интеграция с промышленными 3D-сканерами для работы по прямой схеме «сканер - SolidWorks», включая FARO, Hexagon, Nikon, Vialux и Capture от 3D Systems;
• дружественный, интуитивно понятный интерфейс.

3D-сканеры Creaform: всё уже включено

В отличие от других производителей 3D-сканеров, поставляет свои устройства в комплекте с полностью интегрированным программным обеспечением VXelements, плюс отдельно можно приобрести модули VXModel и VXInspect.

1. VXelements – универсальная платформа, объединяющая все важнейшие элементы и инструменты в рамках удобной для пользователя, простой и оптимизированной рабочей среды.
2. VXmodel – ПО для реверс-инжиниринга. Преобразует данные 3D-сканирования для использования во всех распространенных программах САПР или .
3. VXinspect – программное обеспечение для контроля качества.

II. ПО для подготовки моделей к 3D-печати

Materialise Magics: 3D-моделирование на основе САПР и данных 3D-сканирования

Универсальное решение предлагает компания , разработавшая специально для профессионалов аддитивного производства программный продукт Magics . Он позволяет с высокой скоростью и точностью создавать отдельные слои компонентов на основании трехмерных данных из САПР либо данных 3D-сканирования. Magics обеспечивает полный цикл – от импорта данных (в STL и другие форматы) и анализа качества до создания поддержек, подготовки платформы и постобработки.

Преимущества программного обеспечения Materialise Magics:

• быстрота, оптимизация и высокая надежность работы всех процессов;
• набор практических и эффективных решений для подготовки платформ, построение поддержек при использовании любых ;
• широкий функционал редактирования моделей (добавление логотипов, текстур, изображений);
• возможность производить сложные разрезы (например, со встроенными соединительными штырями), булевы операции и пр.;
• наличие обширной библиотеки практически на все модели оборудования с прописанными и настраиваемыми параметрами;
• анализ и исправление моделей (быстрое исправление, подготовка и оптимизация полигональной сетки с наилучшим сохранением текстуры, цвета и качества, анализ возможных проблем);
• широкий набор инструментов для проведения бизнес-процессов аддитивного производства;
• интуитивный, легко настраиваемый интерфейс с техподдержкой от разработчика на русском языке.

Что входит в состав Magics

1. Базовый модуль RP . Имеет широкий набор специальных функций для редактирования моделей, работает с большим количеством форматов импортируемых файлов. Быстро, точно и геометрически правильно исправляет ошибки загруженных файлов. Сохраняет оригинальный цвет, текстуры и фактуры объектов после «лечения» загруженных файлов в зависимости от настроек. Осуществляет удобную настройку процессов на всех этапах подготовки к печати.
2. 12 дополнительных модулей для выполнения специфических функций. К примеру, Magics Import Module обеспечивает импорт множества различных форматов; Magics Structures Module позволяет проектировать и печатать ячеистые структуры и слои; Magics Slice Module служит для передачи объектов на уровне слоев деталей в форматах CLI, F&S, SLC, SSL; Volume Support Module и Tree Support Module представляют собой наборы поддержек, и так далее.
3. Отдельный базовый модуль 3-matic предназначен для моделирования деталей в STL-формате (стандартная триангуляция). Он дает возможность выполнять топологическую оптимизацию на уровне микроструктуры, в том числе при помощи многих СAE-программ.

Друзья, небольшое вступление!
Перед прочтением новости, позвольте пригласить вас в крупнейшее сообщество владельцев 3D-принтеров. Да, да, оно уже существует, на страницах нашего проекта!

Трёхмерная печать продолжает увеличивать своё влияние на российском рынке и сегодня 3d принтеры используются не только для распечатки сувениров, но и в сфере промышленности, медицины и даже производства деталей для механизмов. Однако разработчики трёхмерной печати не остановились на совершенствовании принтеров. Что делать, если ваш ребёнок хочет копию игрушки или вы желаете получить модель статуи Будды, которую увидели на картинке? Для этого были созданы 3d сканеры! Однако, чтобы пользоваться такими устройствами, необходимо найти качественное программное обеспечение. Мы предлагаем рассмотреть некоторые варианты программ для 3d сканеров.

Photomodeler Scanner

Одной из самых лучших программ для 3d сканирования является Photomodeler Scanner. Если вы нуждаетесь в профессиональном программном обеспечении, то данный вариант способен воссоздать практически идеальную модель. Photomodeler способен воссоздать целый 3d мир, который будет наиболее приближён к реальности. С помощью 3d принтера, сканера и этой программы вы сможете распечатать даже человека! Например, пользователь имеет возможность отсканировать человеческое лицо своего мужа или жены, и трёхмерная модель будет в точности соответствовать оригиналу.

Photomodeler Scanner

Процедура моделирования начинается с импортирования фотографий в созданный проект внутри программы. Единственное, что нужно будет вспомнить – это положение видеокамеры на момент снимка. Это нужно для того, чтобы как можно лучше вписать рассматриваемый объект в габариты, которые будут использоваться для проведения необходимых операций с потенциальной трёхмерной моделью. Затем обязательно нужно будет промаркировать опорные точки и связать их на всех возможных снимках объекта. Достоинствами программы являются следующие возможности:

• Создание графиков и схем
• Формирование плоскостей на протяжении определённых координат
• Расширения трёхмерной линии
• Поддержка маски с альфаканалом

Polygon Edition Tool

Для работы со сканерами компании Konica Minolta используют программу Polygon Edition Tool. С помощью этой программы можно сканировать, обрабатывать и экспортировать данные. Готовый файл занимает около 2 мегабайт памяти. С помощью Polygon Edition Tool пользователь имеет возможность экспортировать файлы с расширениями.stl, .dxf и всеми любимый.obj.

Polygon Edition Tool

Если вы являетесь поклонниками принтеров фирмы Konica Minolta, то можете смело устанавливать Polygon Edition Tool. Программа доступна для бесплатного скачивания. Основные функции программы:

• Возможность «сшивать» сканы. После сканирования программа формирует облако точек, расположенных в системе координат.
• Функция объединения этих точек в одну модель
• Последующее редактирование виртуального объекта
• Создание полигональных моделей и их редактирование
• Возможность проведения операций со структурами

Компания Creaform выпустила программу VxScan ещё в 2007 году, однако она до сих пор активно применяется в сфере трёхмерной печати. Её последняя версия (1.3) включает новые функции и возможности. В основном это программное обеспечение предназначено для сканеров Creaform HandyScan. Если вы решите приобрести одну из моделей этой фирмы, то продавец выдаст вам пакет программ VxScan. Отметим, что программа позволяет контролировать процесс сканирования в режиме реального времени. Также пользователь сможет не только обрабатывать данные, но и экспортировать их в формат.stl.

Одними из самых удобных и распространённых программ являются версии RapidForm. Если вы хотите найти качественную программу, которая подойдёт для любой модели принтера, то предлагаем рассмотреть вариант Rapid Form 2006, которая отличается универсальностью и простотой использования. С помощью такой программы пользователь сможет создать качественную модель на основе полигональной сетки. В свою очередь сетка создаётся на основе данных трёхмерного сканирования.

Простой и доступный интерфейс программы позволяет с лёгкостью редактировать изображение. Владелец 3d сканера получит возможность максимально быстро преобразовать облако точек в полноценную трёхмерную модель. Разделяют следующие программы RapidForm:

Rapidform XOS, которая является мощным инструментом для контроля сканирования объекта. С помощью XOS можно также обрабатывать изображения.

Rapidform XOR – одна из самых продвинутых и современных программ для 3d сканеров. Онj отлично подходит для обратного инжиниринга. С помощью ХOR пользователь имеет возможность создавать модели на базисе облака точек, которое образуется после сканирования. Мощность инструментов для моделирования не знает границ. Программа помогает создавать качественные прототипы сувениры, детали и так далее.

Ещё одним представителем Rapidform является XOV, который отлично подходит для контроля качества. Основная задача программы – сравнивать облако точек и полученную модель. Это позволяет увеличить уровень детализации во много раз.

Geomagic Studio

Ещё одна программа для профессионального моделирования и 3d сканирования – это Geomagic Studio. Она выполняет функции редактора, который способен проводить огромное количество операций для обработки отсканированной модели. Также программа позволяет работать с поверхностями NURBS. Как и все подобные программы, Geomagic способна экспортировать модели в различные форматы и проверять качество сканирования. После того, как работа устройства закончена, программа выдаёт все данные в виде отчёта. Благодаря контролю качества пользователь может получить практически идеальный результат.

Как мы уже отмечали, трёхмерная печать уже успела стать частью нашей жизни. Однако 3d сканеры позволяют дублировать уже готовые объекты, а это значит, что процесс моделирования можно ускорить в разы. Они позволяют воссоздать практически идеальную копию модели. Конечно же, подбор хорошего программного обеспечения очень важен. Чаще всего производители сканеров обеспечивают пользователя необходимым пакетом программ, но не всегда они оснащены всеми необходимыми инструментами.

Внешне кажется довольно простой - прибор подсветил изделие, и 3д изображение на экране компьютера готово. Однако на деле все оказывается немного сложнее. Процесс объемного сканирования можно разбить на следующие этапы:

1. Подготовка детали

К подготовке деталей относятся:

• разборка сложносоставного изделия на детали;
• очистка от грязи и ржавчины;
• матирование;
• нанесение меток.

Черные, блестящие и прозрачные поверхности требуют предварительной подготовки перед сканированием, иначе сканер их просто "не увидит". На предварительно очищенную поверхность наносят мелкодисперсный белый матирующий спрей. После сканирования спрей можно смыть водой, а остатки в труднодоступных местах снять спиртом.

Для наилучшей автоматической сшивки отдельных сканов на деталь наносятся маркеры — черные точки на клейкой основе, которые после сканирования легко снимаются и не оставляют следов.

2. Выбор зоны сканирования и настройка сканера

Сканер настраивается и калибруется в зависимости от размера детали и требуемой точности сканирования.

3. Получение достаточного количества сканов со всех сторон детали.

Особую сложность представляет собой сканирование в труднодоступных местах. При этом ряд поверхностей, например, глубокие отверстия, так и останется для сканера недоступным, их придется достраивать на этапе твердотельного моделирования.

4. Автоматическая или полуавтоматическая сшивка сканов с контролем точности

В программном обеспечении, поставляемом со сканером, происходит сшивка сканов в одну модель, там же можно провести первичную очистку модели от мусора, шумов и дыр.

В результате получается полигональная модель в формате stl (поверхность детали, состоящая из множества треугольников).

5. Обработка stl-модели

В специальном ПО, например Geomagic, проводится финишная обработка stl-модели, на этом этапе получается гладкая, цельная поверхность. Большинство операций проводится в полуавтоматическом режиме. Трудоемкость данного этапа зависит от того, насколько качественно удалось сканировать изделие. Такую модель уже можно отправлять на 3d-печать, но нельзя редактировать в CAD-программе, для этого необходимо создать твердотельную модель.

6. Получение твердотельной модели из облака точек , с одновременной доработкой (отсечение мусора, отсканированных меток, производственных недостатков детали, например наплывших сварных швов).

7. 3д модель с деревом построений

Следующим этапом работы с полученной моделью может быть создание 3д модели с деревом построений. На этапе 6 получается цельная твердотельная болванка без конструкторского замысла и логики проектирования. Если требуется внести изменения в модель, для этого необходимо иметь дерево построений.

8. Чертеж

По полученной на этапе 6 или 8 модели выпускается чертеж, а также если необходимо к нему - контур под лазерную резку или развертка. Для правильного оформления чертежа необходимо знать материал детали. Для этого проводится материаловедческая экспертиза, либо конструктор определяет материал на свое усмотрение исходя из назначения изделия и условий его эксплуатации.

Главконструктор выполняет полный спектр работ по обратному проектированию детали или изделия, включая определение материалов и выпуск конструкторской документации. Пришлите фото объекта на почту [email protected] с кратким описанием задачи, и мы ответим вам в кратчайшие сроки.