Skanowanie 3D dużych rzeźb z brązu na zewnątrz za pomocą urządzenia EinScan H

Szwedzka firma nioform zajmuje się modelowaniem 3D oraz robotyczną produkcją form, rzeźb i modeli artystycznych. Niedawno firma nioform otrzymała zlecenie na wykonanie skanów 3D pięciu wysokich rzeźb z brązu pochodzących z XIX wieku. Joakim, założyciel firmy, powierzył wykonanie tego trwającego 10 godzin procesu urządzeniu EinScan H.

Nazwa firmy: nioform
Wielkość firmy: jednoosobowa działalność gospodarcza
Lokalizacja: Mariestad, Szwecja
Oferta produktów: Frezowanie z wykorzystaniem robotów dla artystów, architektów i projektantów
Potrzeba: Modernizacja przestarzałego skanowania światłem strukturalnym i fotogrametrii
Rozwiązanie: SHINING 3D EinScan H
Wyniki:
- Czas skanowania skrócony o 50–75%
- Bardziej niezawodny przebieg pracy dzięki informacjom zwrotnym w czasie rzeczywistym
- Profesjonalne skanowanie 3D oferowane teraz jako usługa

Wprowadzenie

Joakim samodzielnie prowadzi firmę nioform, małą firmę zajmującą się modelowaniem 3D i produkcją z wykorzystaniem robotów. Pracuje ze styropianem przeznaczonym do powlekania tworzywami sztucznymi, tworzy modele poliuretanowe do odlewów z brązu, wykonuje unikalne przedmioty z drewna i nie tylko – jest prawdziwym twórcą, chętnym do budowania wszystkiego i wszystkiego.

Korzystając z narzędzi cyfrowych, Joakim fizycznie urzeczywistnia pomysły swoich klientów. Zazwyczaj skanuje modele w 3D i przygotowuje dane skanowania do frezowania CNC. Następnie wytwarza je we własnym zakresie przy pomocy dwóch robotów przemysłowych lub wysyła modele do lokalnych odlewni.

Joakim i jego zaufane ramię robota

Niedawno klient zlecił firmie nioform wykonanie skanów zestawu pięciu rzeźb z brązu z XIX wieku. Klient potrzebował danych 3D tych rzeźb w celu ich przyszłej reprodukcji, oczywiście bez uszkadzania oryginałów. Te duże rzeźby znajdowały się na zewnątrz i miały od 1 do 1,5 metra wysokości – to był naprawdę spory projekt!

Porównanie technologii skanowania 3D

Joakim zna się na technologii skanowania 3D od około 15 lat, czyli od czasu pojawienia się pierwszego zestawu skanera 3D DAVID. Korzystał z wczesnych wersji skanera światła strukturalnego DAVID (stacjonarnego urządzenia biurkowego), a także z fotogrametrii.

Obie technologie sprawdzają się dobrze w przypadku małych i średnich obiektów, ale każda z nich ma wady, które nie pozwalają na ich zastosowanie w projekcie rzeźby z brązu.

Na przykład znaczna część procesu pracy ze skanerem DAVID wymaga ręcznego przestawiania urządzenia i dopasowywania danych. „Chociaż skaner DAVID stanowi rozwiązanie zastępcze w przypadku [niektórych] obiektów, jest to proces bardzo powolny i przestarzały” – wyjaśnił Joakim. Jako właściciel jednoosobowej działalności i pasjonat tworzenia Joakim wolałby poświęcić czas na rękodzieło.

W przypadku fotogrametriiobiekty muszą mieć rozpoznawalny wzór. Gładkie, jednokolorowe obiekty – takie jak rzeźba z brązu – są trudne (jeśli nie niemożliwe) do uchwycenia za pomocą fotogrametrii. Ponadto, jak dodaje Joakim, „podczas sesji fotograficznej nie ma informacji zwrotnej na temat tego, czy zgromadziło się wystarczającą liczbę zdjęć”.

Typowa konfiguracja do fotogrametrii Joakima w warsztacie nioform

Cały proces fotogrametrii może trwać kilka godzin, a dopiero po zakończeniu obliczeń wiadomo, czy zrobiono wystarczającą liczbę zdjęć.Konieczność ponownego rozpoczęcia całej sesji zdjęciowej jest czasochłonna i może być frustrująca, zwłaszcza w przypadku dużych i/lub złożonych obiektów.

Nie zawsze jest to też możliwe, gdy nie ma się już dostępu do obiektu lub gdy klient znajduje się daleko. Biorąc pod uwagę te ograniczenia, ani skaner DAVID, ani fotogrametria nie byłyby odpowiednimi narzędziami do uchwycenia rzeźb z brązu.

Poszukiwanie odpowiedniego rozwiązania do skanowania 3D

„Potrzebowałem szybkiej i niezawodnej metody skanowania 3D. Takiej, która zapewnia informacje zwrotne w czasie rzeczywistym i pozwala mi skanować wszystkie rodzaje powierzchni, które zazwyczaj trafiają do mojego warsztatu” – powiedział Joakim.

Tak się złożyło, że jeden z jego klientów niedawno zakupił skanerSHINING 3D EinScan H do własnych celów i był z niego bardzo zadowolony.

EinScan H toręczny skaner 3D wykorzystujący zarówno światło strukturalne LED, jak i światło podczerwone do rejestrowania geometrii 3D. Wbudowana kamera rejestruje również kolory obiektu i zapewnia szerokie pole widzenia, co przyspiesza skanowanie.

Dzięki temu klientowi Joakim po raz pierwszy zapoznał się z jakością wyników skanowania EinScan H i zaintrygowała go jego opłacalność. Szczególnie interesowały go możliwości urządzenia w zakresie skanowania obiektów o dużych rozmiarach.

Aby to sprawdzić, Joakim wykonał pierwsze skanowanie dużego obiektu o wymiarach 3 na 4 metry. Z radością stwierdził, że skanowanie zakończyło się sukcesem już za pierwszym razem i to bez użycia markerów.

Po kilku kolejnych sesjach skanowania Joakim był już w pełni przekonany. „EinScan H zapewnia informacje zwrotne w czasie rzeczywistym podczas skanowania ipraktycznie nie wymaga żadnej konfiguracji. Dokładność [(do 0,05 mm)] jest więcej niż wystarczająca do moich zastosowań. Mogę skanowaćmonochromatyczne powierzchnie o dowolnym rozmiarze i kształcie – nawet na zewnątrz, z pewnym uwzględnieniem warunków oświetleniowych”.

Docenia również fakt, że dane mogą być automatycznie wyrównywane i przetwarzane bezpośrednio w oprogramowaniu skanera.

Pokonywanie wyzwań związanych ze skanowaniem 3D w plenerze

Chociaż skaner SHINING 3D EinScan H idealnie odpowiadał potrzebom Joakima, rzeźby z brązu nadal stanowiły kilka wyzwań. Pierwszym z nich byływarunki oświetleniowe – ważny czynnik dla każdego skanera 3D.

Ponieważ duże rzeźby z brązu znajdowały się na zewnątrz, jasne światło dzienne mogło potencjalnie zakłócać wzory rzucanego światła. Joakim poradził sobie z tym, rozpoczynając sesję skanowania o zmierzchu i kontynuując ją przez całą noc.

Udało mu się zeskanować wszystkie pięć rzeźb w 3D podczas jednej, 10-godzinnej sesji. Drugim wyzwaniem było zapewnieniezasilania dla komputera i skanera 3D. Cztery z rzeźb znajdowały się wystarczająco blisko, aby można było wykorzystać kabel o długości 70 metrów, ale piąta była poza zasięgiem.

Rozwiązaniem okazało się użycie przenośnego generatora prądu, pomimo początkowych obaw: „Martwiłem się, że wytwarzany prąd będzie zbyt „brudny” dla sprzętu, ale przekonałem się, że zasilacze i transformatory radzą sobie praktycznie ze wszystkim. Nie było żadnego problemu”.

Wynik skanowania 3D w porównaniu z rzeczywistą wersją jednej z rzeźb

Ostatecznie Joakim poświęcił około 2 godzin na każdą rzeźbę, wliczając w to wszystkie przemieszczenia i zarządzanie zasilaniem. Jak twierdzi: „Typowe skanowanie obiektu średniej wielkościmetodą fotogrametrii mogłoby zająćokoło 3–4 godzin, zakładając, że powierzchnia była odpowiednia, a wyniki były zadowalające już za pierwszym razem”.

W ten sposóbskrócił czas skanowania o co najmniej 50–75%, a sam proces przebiegał płynniej. „Fotogrametria nie byłaby w tym przypadku rozsądnym rozwiązaniem. Rozwiązanie EinScan było dla mnie jedyną możliwością wykonania tego zadania” – dodał.

Wynik skanowania jednej z rzeźb przedstawiających Wenus

Wnioski

Firma Joakima, nioform, zajmuje się tworzeniem obiektów 3D na podstawie pomysłów i/lub skanów 3D. Stosowane przez niego dotychczas metody skanowania 3D okazały się nieefektywne w przypadku niektórych zastosowań i obiektów, takich jak rzeźby z brązu.

Dzięki skanerowi SHINING 3D EinScan Hnie musi już martwić się o rozmiar, kształt ani wzór obiektu. Ponadtooszczędza znaczną ilość czasu, który może teraz przeznaczyć na realizację kolejnych projektów.

Joakim chętnie eksperymentuje również z nowymi sposobami wykorzystania swojego skanera 3D, a mianowicie ze skanowaniem twarzy w trybie podczerwieni bezpiecznym dla oczu. „Pomysł polega na skanowaniu żywych osób i odtwarzaniu ich w glinie za pomocą frezowania zrobotyzowanego, co stanowi podstawę do dalszego rzeźbienia przez artystę”.

Nie możemy się doczekać kolejnych projektów nioform! Bądźcie na bieżąco z nowościami od Joakima z nioform.

Jeśli uważasz, że Twoje obecne procesy przechwytywania 3D wymagają zbyt wiele czasu i wysiłku,skontaktuj się z nami, aby uzyskać bezpłatną prezentację. Nasza oferta skanerów 3D typu „plug-and-play” pomoże Ci usprawnić pracę i pozwoli skupić się na zadaniach o większej wartości.