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martes, 29 de marzo de 2011

3D Scanning and Printing

Como parte de las actividades del FabLab y de sus asignaciones, se desarrollan técnicas de escaneo que no implican recursos complicados y que están por lo general a la alcance de la mano. Estas técnicas son:

first_imgEn este post haré la narración de todo lo acontecido con mi fabber compañero Jorge Campos en la búsqueda de obtener un buen escaneo, quizá hemos obviado muchas cosas, pero es parte del aprendizaje.
Nuestra asignación consistía en un modelado en computadora e impresión 3D, sin embargo, en busca de los puntos extras, decidimos escanear un objeto con los métodos ya existentes como lo es el Milk Scanner y Projector, pero en la búsqueda de obtener un buen resultado afinando en la computadora se hizo una inversión excesiva de tiempo, es cierto que obtuvimos un aprendizaje exhaustivo, pero las cosas se salieron de control al dudar sobre los resultados esperados.
Para experimentar, decidí como objeto de escaneo una representación de el Mannekin- Pis de Bruselas, que tenía como parte superior de una botella de vino, que a falta de vino puse en mi jardin durante mucho tiempo.
Iniciemos el proceso, el plan inicial era probar con el milk scanner, para ello recolectamos los materiales escenciales como un tripode, una cámara digital,tina, agua y pintura. Ya que el objeto es de color negro se debe producir contraste con el líquido, para ello se uso pintura blanca. Lá cámara debe estar posicionado perpendicularmente al objeto, es por ello que es muy util el tripode, para generar las capas, use una regla milimetrada, ya que a medida que iba aumentando el agua aumentaría el nivel respecto a la base de la tina y la regla serviría para controlar dicho nivel, en cada nuevo nivel, una fotografia, la distancia entre los niveles es de 2mm y use una jarra pequeña como unidad de medida, inicialmente 50ml = 2mm, pero fue ahi donde se presento el primer problema, la tina que se empleo era en forma de trapezoide invertido, por ello se requeria de mayor cantidad de mezcla (agua + pintura) para incrementar en 2mm el nivel y asi tomar la fotografia ya que el área aumentaba conforme aumentaba el nivel. Por ello quedo desestimada tener una unidad de medida en mililitros, dejando de contabilizar la cantidad de agua y sólo usando como guía el nivel que indicaba la regla, otro aspecto importante que había que cuidar era los reflejos que genera la luz, es por ello que es muy recomendable realizarlo en lugares oscuros,bueno, continuando, se tomaba una foto cada 2mm, la exactitud es relativa, pero ocurrio que ha medida que llegaba a una marca de 2mm, notaba luego que el nivel de la mezcla disminuiba, ello pasa porque la pintura de la mezcla se decantaba asentándose en la base de la tina disminuyendo el nivel, así que debía ser un proceso veloz.

El objeto posee marcas de su ensamblaje, para ello se tomo fotos tanto de la parte delantera y de la trasera, tomando como línea base el punto de unión de las superficies ensambladas, el resultado de manera resumida fue el siguiente:

De la parte trasera se tomaron un total de 14 fotografias













De la parte delantera se tomaron un total de 27 fotografias












La diferencia de fotografías es porque recien me di cuenta del problema del desnivel y la decantación, así que había que tomar las fotos más rápido.


Luego de tomar las fotos, habría que vectorizarlas, se vecotriza para obtener las capas y luego integrarlas, anteriormente ya se había realizado con "Vector Magic", el cual tiene resultados muy positivos, sin embargo, con ánimos de probar otros programas, use el "SolidWorks" el cual te permite la inserción de una imagen y la herramienta "Spline" para contornear la imagen, siendo el resultado obtenido:


first_img Algo importante de la herramienta "Spline" es que debes tener un buen acercamiento hacia la imagen para que las curvas no se estropeen, al principio extruia la imagen a 2mm, con la intención de poder empalmarlas posteriormente y asi se formara la figura en 3D, pero el ensamblaje con las pruebas iniciales fue tedioso, también el proceso de recorrido son "Spline" resulta muy lento y tedioso, cada una de las imágenes demora entre 5 a 7 minutos en editar y son un total de 41 imágenes, terminando la parte delantera del proceso, se decidió probar con otro proceso exportando las imagenes en DXF y probar con Rhino


Cuando se exporto en DXF para trabajar con el Rhino, en el reconocimiento correcto del formato había ciertos errores, además sólo se hizo la parte trasera en solidworks y la parte delantera se decidió realizarlo en "Vector Magic" sin sospechar los problemas del trabajar con dos programas. El "Vector Magic" produjo muchas aristas, y había que corregirlas con el comando "curva" del Rhino.





Al superponer las imagenes trabajadas en Vector Magic en Rhino, los reconocimientos realizados por Vector Magic resultaban desordenados, se puede apreciar como hay rastros que no le dan valor al objeto en si, pero a grandes rasgos también ya se aprecia la forma del objeto





Hubieron serios problemas con el vector magic y su posterior tratamiento por capas en Rhino, ya que al momento de juntar las capas, los límites de algunas de ellas excedían a la de otras capas, es decir la capa N y su frontera debía ser mayor que la capa N-1, sin embargo, en ciertos puntos, no se cumplia, por lo cual sino se tenia cuidado con ello, al extruir el objeto este asumiría la forma no apropiada del objeto, es por ello que se manipularon los límites, a la par se eliminaron los niveles de las capas, creando a todas las capas en un mismo nivel, siendo aquí que se pudo visualizar el siguiente desastre, Solidworks, cuando se guardo las imagenes en DXF y se trabajaron en Rhino y las imagenes del Vector Magic, tienen diferente escala y tratamiento, el Vector Magic reduce su escala y formas del objeto, mientras que el Rhino lo aumenta desmesuradamente, encontrar la escala correcta fue tedioso y decidi volver a procesar esta ves todas las imagenes por el vector magic y tener una sola escala, en conclusión "SIEMPRE MANEJEN UN SOLO PROGRAMA", mis demás compañeros fabbers habían visto una forma de poder trabajar la imagen por "Auto Desk 3D Max", el cual tiene una manera muy sencilla de extruir la imagen.

Este es el producto que iba arrojando el Autodesk 3D Max, con cada uno de los lados había que darle forma, adaptarlo y ver que más se podía hacer.





Este es el resultado final obtenido, habían ciertas extrusiones que emparejar y curvas que hacer coincidar, pero sin duda hubo una muy buena proximación hacia el objeto original.





Como complemento también probe con el "Projector", su técnica es más sencilla, aqui las fotos:




Los resultados de procesamiento fueron increibles





Bueno desgraciadamente al final no pude imprimirlo, ya que incumpli con nuestros amigos de España que nos habían dado una fecha límite, por más que me amanecí y probe distintos métodos de como hacerlo, la adquisición de conocimientos mediante el error ha sido gratificante, y la impresión, bueno, la podré hacer luego.

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