Шведская компания Nioform занимается 3D-моделированием и роботизированным производством форм, скульптур и художественных моделей. Недавно компании Nioform было поручено 3D-сканирование пяти высоких бронзовых скульптур 1800-х годов. Йоаким, основатель компании, доверил этот 10-часовой процесс EinScan H.
- Название компании: Nioform
- Размер компании: Индивидуальное предприятие
- Местонахождение: Мариестад, Швеция
- Предложение продукции: Роботизированная фрезеровка для художников, архитекторов и дизайнеров
- Потребности: Переход от устаревшего сканирования структурированным светом и фотограмметрии.
- Решение: SHINING 3D EinScan H
- Результаты:
> Время сканирования сократилось на 50-75%
> Более надежный рабочий процесс с обратной связью в режиме реального времени
> Профессиональное 3D-сканирование теперь предлагается в качестве услуги
Contents
Введение
Йоаким в одиночку руководит Nioform, небольшим предприятием, занимающимся 3D-моделированием и роботизированным производством. Он работает с пенополистиролом для покрытия пластиком, создает полиуретановые модели для бронзового литья, изготавливает уникальные предметы из дерева и многое другое – он настоящий мастер, стремящийся создавать все и вся.
С помощью цифровых инструментов Йоаким физически воспроизводит идеи своих клиентов. Он обычно сканирует модели в 3D и подготавливает данные сканирования для фрезеровки на станках с ЧПУ. Затем он изготавливает их на собственном производстве с помощью двух промышленных роботов или отправляет модели на местные литейные предприятия.
Недавно клиент заказал компании Nioform набор из пяти бронзовых скульптур 1800-х годов. Клиенту необходимо было сохранить 3D-данные скульптур для последующего воспроизведения, разумеется, не повредив оригиналы. Эти большие скульптуры находились на открытом воздухе и имели высоту от 1 до 1,5 метров – довольно большой проект!
Сравнение технологий 3D-сканирования
Йоаким знаком с технологией 3D-сканирования уже около 15 лет, с тех пор как появился первый комплект 3D-сканера DAVID. Он использовал ранние версии сканера со структурированным светом DAVID (стационарное, настольное устройство), а также фотограмметрию.
Обе технологии хорошо работают на малых и средних объектах, но каждая из них имеет недостатки, несовместимые с проектом бронзовой скульптуры.
Например, большая часть рабочего процесса со сканером DAVID включает ручное изменение положения и выравнивание данных. “Хотя сканер DAVID является обходным решением для [некоторых] объектов, это очень медленный и устаревший процесс”, – объясняет Йоаким. Будучи владельцем индивидуального бизнеса и страстным творцом, Йоаким предпочитает проводить время за созданием изделий.
А при фотограмметрии объекты должны иметь узнаваемый рисунок. Гладкие, одноцветные объекты – например, бронзовые скульптуры – трудно (если вообще возможно) запечатлеть с помощью фотограмметрии. Кроме того, как добавляет Йоаким, “во время фотосессии вы не получаете обратной связи о том, достаточно ли у вас изображений”.
Полный процесс фотограмметрии может занять несколько часов, и вы узнаете, достаточно ли снимков вы сделали, только после завершения процесса расчета. Перезапуск всей фотосессии занимает много времени и может расстроить, особенно при работе с большими и/или сложными объектами.
Учитывая эти ограничения, ни сканер DAVID, ни фотограмметрия не были бы подходящими инструментами для съемки бронзовых скульптур.
Поиск адекватного решения для 3D-сканирования
“Мне нужен был быстрый и надежный метод 3D-сканирования. Что-то, что дает обратную связь в реальном времени и позволяет сканировать все типы поверхностей, которые обычно попадают в мою мастерскую”, – говорит Йоаким.
Так получилось, что один из его клиентов недавно приобрел SHINING 3D EinScan H для своих целей и был вполне доволен им.
EinScan H – это ручной 3D-сканер, использующий как структурированный светодиодный, так и инфракрасный свет для получения трехмерной геометрии. Его встроенная камера также передает цвета объекта и предлагает большое поле зрения для более быстрого сканирования.
Через своего клиента Йоаким получил первое представление о качестве продукции EinScan H и был заинтригован его экономичностью. Особенно его заинтересовала возможность работы с крупногабаритными объектами.
Для проверки Йоаким впервые просканировал большой объект размером 3 на 4 метра. Он с радостью обнаружил, что сканирование прошло успешно с первой попытки и без маркеров.
Спустя еще несколько сеансов сканирования Йоаким убедился в этом. “EinScan H обеспечивает обратную связь в реальном времени во время сканирования практически без необходимости настройки. Точность [(до 0,05 мм)] более чем достаточна для моих задач. Я могу сканировать монохромные поверхности любого размера и формы – даже на улице, с учетом условий освещения”.
Он также ценит тот факт, что данные могут быть автоматически выровнены и обработаны непосредственно в программном обеспечении сканера.
Преодоление трудностей, связанных с 3D-сканированием на открытом воздухе
Хотя сканер SHINING 3D EinScan H был именно тем, что нужно Йоакиму, бронзовые скульптуры все же представляли собой несколько проблем. Первая из них касалась условий освещения – важный фактор для любого 3D-сканера.
Так как большие бронзовые скульптуры находились на открытом воздухе, дневной свет мог помешать проецированию световых моделей. Йоаким решил эту проблему, начав сеанс сканирования в сумерках и продолжая его в течение ночи.
Он смог отсканировать все пять скульптур за один 10-часовой сеанс.Вторая проблема заключалась в подключении питания для компьютера и 3D-сканера. Четыре статуи находились достаточно близко для прокладки 70-метрового кабеля, но пятая была недосягаема.
Решением стало использование портативного электрогенератора, несмотря на первоначальные опасения: “Я беспокоился, что вырабатываемая энергия будет слишком “грязной” для оборудования, но узнал, что блоки питания и трансформаторы могут выдержать практически все. Никаких проблем”.
В итоге Йоаким потратил около 2 часов на одну скульптуру, включая все перемещения и управление питанием. По его словам, “типичное сканирование объекта среднего размера могло занять от 3 до 4 часов с помощью фотограмметрии, учитывая, что поверхность была подходящей и результаты были удовлетворительными с первой попытки”.
Таким образом, он сократил время сканирования как минимум на 50-75%, при этом процесс стал более плавным. “Фотограмметрия не была бы разумным вариантом в данном случае. Решение EinScan было для меня единственным способом выполнить работу”, – добавил он.
Заключение
Бизнес Йоакима, Nioform, процветает благодаря созданию 3D-объектов на основе идей и/или 3D-сканирования. Его прежние методы 3D-сканирования оказались неэффективными для некоторых случаев использования и объектов, таких как бронзовые скульптуры.
С SHINING 3D EinScan H ему больше не нужно беспокоиться о размере, форме или форме объекта. Кроме того, он экономит значительное количество времени, которое теперь может использовать для дополнительных проектов.
Йоаким также стремится экспериментировать с новыми способами использования своего 3D-сканера, а именно со сканированием лица с помощью безопасного для глаз инфракрасного режима. “Идея заключается в том, чтобы сканировать живых людей и воспроизводить их в глине с помощью роботизированного фрезерования, как основу для дальнейшей скульптуры художника”.
Нам не терпится увидеть следующие проекты Nioform! Следите за новостями от Йоакима из Nioform.
Если вы чувствуете, что ваши текущие процессы 3D захвата занимают слишком много времени и усилий, свяжитесь с нами для бесплатной демонстрации. Наш ассортимент подключаемых 3D-сканеров поможет вам оптимизировать работу и сосредоточиться на более важных задачах.
