La numérisation 3D et l’impression 3D peuvent sembler s’accorder naturellement l’une à l’autre, mais elles ne jouent pas toujours ensemble aussi facilement et aussi bien qu’on pourrait l’espérer. Je vais vous expliquer ce à quoi on peut s’attendre en mettant en évidence trois cas d’utilisation que rencontre un hacker moyen, et dans quelle mesure ils fonctionnent (ou ne fonctionnent pas). Avec cela, vous aurez une meilleure idée de la façon dont la numérisation 3D peut répondre à vos besoins en matière de conception de pièces et d’impression 3D.

Comment certaines choses (ne) fonctionnent pas

La plupart des passionnés d’impression 3D se demandent tôt ou tard si la numérisation 3D peut faciliter leur vie et leurs projets. Voici trois intersections différentes de la numérisation 3D, de l’impression 3D et de la CAO, ainsi que quelques mots sur le bon fonctionnement de chacun.

But Exemples et détails Est-ce que ça marche?
Utilisez des numérisations pour faire des copies d’un objet.
  • Scannez quelque chose en 3D, puis imprimez des copies en 3D.
  • Les objets peuvent être des objets fonctionnels comme des luminaires ou des pièces d’appareils, ou objets artistiques comme des sculptures.
Surtout oui, mais dépend de l’objet
Créez un modèle CAO à partir d’un objet source.
  • L’objectif est un modèle 1: 1, à des fins d’ingénierie des pièces.
  • Utilisez la numérisation 3D au lieu de créer l’objet dans la CAO.
Pas vraiment
Numérisez les formes incommodes ou gênantes.
  • Obtenez un modèle précis de formes complexes qui ne peuvent pas être facilement mesurées ou modélisées d’une autre manière.
  • Exemples: tableaux de bord, sculptures, grands objets, objets qui sont attachés à autre chose ou qui ne peuvent pas être facilement déplacés, des parties du corps comme des têtes ou des visages et des objets avec de nombreuses courbes.
  • Utile pour s’assurer qu’un objet imprimé en 3D s’intégrera dans ou sur autre chose.
  • L’objectif n’est pas de créer un modèle CAO d’une pièce à des fins d’ingénierie.
Oui, mais ça dépend

Dans tous ces cas, on veut un modèle 3D d’un objet, et c’est exactement ce que crée la numérisation 3D, alors quel est le problème? Le problème est que tous les modèles 3D ne sont pas identiques et utiles pour les mêmes choses.

La numérisation 3D crée des maillages, pas des modèles CAO

D’une manière générale, il existe deux types de modèles 3D: les modèles CAO et les maillages. Ceux-ci peuvent être considérés comme utiles à des fins d’ingénierie et à des fins artistiques, respectivement. Certains lecteurs peuvent considérer qu’il s’agit d’une simplification exagérée révoltante, mais il est utile de préciser comment la numérisation 3D, l’impression 3D et le travail de CAO fonctionnent (et ne fonctionnent pas) ensemble.

Les pirates qui conçoivent des pièces sont généralement plus intéressés par les modèles CAO, car ceux-ci représentent des objets du monde réel qui sont modifiés en termes de mesures du monde réel. Mais la numérisation 3D ne créera pas de modèle CAO; cela créera un maillage.

Mailles pouvez être utilisé à des fins d’ingénierie – .stl Les fichiers sont des maillages après tout, et sont pratiquement synonymes d’impression 3D – mais un maillage ne peut pas être modifié de la même manière qu’un fichier CAO. Avec un maillage, on n’extrude pas une face d’un nombre spécifique de millimètres, ni un congé d’un coin à un rayon spécifique. Les maillages peuvent absolument être modifiés, mais les outils et les processus sont différents.

Pour résumer: la numérisation 3D crée des modèles 3D à partir d’objets du monde réel, mais les modèles issus du processus de numérisation ne conviennent pas nécessairement à des fins d’ingénierie sans travail supplémentaire.

Options pour le pirate informatique à domicile

Au début de cet article, j’ai sélectionné trois intersections typiques de la numérisation 3D, de l’impression 3D et du travail de CAO pour illustrer les différents ajustements imparfaits entre eux. Je vais maintenant aborder ces trois cas d’utilisation plus en détail et fournir des moyens au pirate informatique moyen d’utiliser la numérisation 3D pour rendre un projet plus facile.

Utilisation de la numérisation 3D pour créer des copies

La photogrammétrie est un moyen accessible de créer des modèles 3D, et des options gratuites et payantes existent. Généralement, plus un objet est petit et complexe, plus il sera difficile d’obtenir un résultat qui préserve toutes les caractéristiques et tous les détails.

La photogrammétrie utilise plusieurs photos d’un objet prises sous différents angles et le logiciel interprète ces photos pour créer un nuage de points représentant la surface de l’objet. Un modèle maillé 3D représentant l’objet peut alors être généré. Un certain nettoyage ou un post-traitement du modèle est généralement nécessaire, selon la méthode et le logiciel.

    • Cet article de blog de Prusa Research explique comment obtenir les meilleurs résultats avec Meshroom, une option gratuite pour la numérisation 3D à l’aide de la photogrammétrie.
    • OpenScan (et OpenScan Mini) est un projet de bricolage par [Thomas Megel] visant à utiliser la photogrammétrie pour numériser de petits objets avec une grande précision.
    • RealityCapture est un logiciel non libre avec un certain nombre de fonctionnalités utiles et des didacticiels bien conçus. Notamment, ils ont une option de modèle de licence visant une utilisation occasionnelle et de petites quantités. Étant donné que la plupart des modèles d’abonnement à des logiciels ont rarement un sens pour les amateurs et les projets ponctuels, cela peut valoir la peine d’y jeter un coup d’œil.

Création d’un modèle CAO à partir d’une numérisation 3D

La numérisation 3D ne générant pas de modèle CAO, ce n’est pas une alternative directe à la conception d’une pièce en CAO. La plupart des programmes de CAO permettent d’importer un maillage, mais le maillage importé reste un maillage, qui ne peut pas être modifié de la même manière que les autres objets de CAO. Cela pourrait cependant être utile comme guide pour un nouveau design.

Un maillage converti en solide deviendra un objet constitué d’une collection de faces triangulaires, identiques à celles qui constituaient le maillage d’origine. C’est rarement ce à quoi s’attend un modélisateur novice en CAO.

On peut se demander s’il est possible de passer d’un format à un autre. C’est vrai, mais la conversion n’est peut-être pas ce à quoi on s’attend. La conversion d’un modèle CAO en maillage est assez simple, mais la conversion d’un maillage en solide CAO est moins simple.

Si un maillage n’est pas trop complexe, il peut être transformé en solide (voici une façon de le faire en utilisant MeshLab et FreeCAD) mais ce ne sera toujours pas un objet CAO «normal», et l’image ici montre pourquoi.

Si l’objectif est d’utiliser la numérisation 3D pour faciliter la création d’un modèle CAO et que le résultat de la conversion présenté ici ne fera pas l’affaire, la meilleure chose à faire est d’utiliser le scan 3D comme un maître et de modéliser une nouvelle pièce autour de lui. pour correspondre, en utilisant le maillage importé comme guide. Un projet qui utilise cette approche est ce trackball personnalisé conçu autour d’un prototype ergonomique moulé.

Certaines suites logicielles professionnelles ont la possibilité d’exporter vers la CAO, mais le flux de travail essentiel est le même, un maillage numérisé étant utilisé comme référence pour une nouvelle conception.

Numérisation 3D pour numériser des formes gênantes ou gênantes

Ce scan d’un panneau de découpe laser n’est évidemment qu’une partie de l’ensemble de la machine, mais la partie importante est présente.

Parfois, un modèle 3D précis d’une forme est nécessaire, et cette forme n’est pas facilement modélisée ou mesurée à la main. Les mêmes outils de photogrammétrie mentionnés précédemment sont utiles ici, mais leur objectif est différent. Au lieu de modéliser l’objet de haut en bas pour en faire une copie précise, souvent seule une partie de l’objet est nécessaire.

Par exemple, la modélisation de la forme d’un panneau d’équipement ou d’un tableau de bord ne nécessite que la section appropriée pour être numérisée avec succès. La tête d’une personne peut être scannée pour assurer un ajustement précis pour un casque ou un masque, et il n’est pas nécessaire de faire un scan complet de tout le corps. En général, moins d’images sont nécessaires et le post-traitement et le nettoyage du modèle sont plus faciles car la zone d’intérêt est plus petite. Une référence de taille doit être incluse d’une manière ou d’une autre pour une mise à l’échelle ultérieure, car la plupart des numérisations 3D ne créent pas intrinsèquement des modèles 1: 1.

Un excellent exemple de cette approche est ce projet de conception d’un panneau de commande personnalisé destiné à s’adapter à un équipement existant. Contrairement à la numérisation d’un objet entier avec l’intention de le dupliquer, il n’est pas nécessaire de capturer des endroits difficiles à atteindre comme le bas ou l’arrière. Cela facilite la numérisation et le nettoyage du modèle.

Numérisation professionnelle

Une autre option consiste à payer pour un scan professionnel. Des scanners et des suites logicielles sophistiqués coûtant des milliers, voire des dizaines de milliers de dollars et destinés à des applications d’ingénierie existent, et bien qu’ils soient hors de portée du pirate informatique moyen, payer pour une entreprise pour effectuer une analyse ou deux peut ne pas l’être.

La précision et la résolution peuvent aller au-delà de ce qui est possible avec la photogrammétrie, et certaines des suites logicielles professionnelles ont des fonctionnalités sophistiquées telles que l’alignement de plusieurs numérisations, des références de taille précises ou la possibilité de générer des modèles CAO en fonction des résultats de numérisation.

Un modèle 1: 1 d’un outil de numérisation 3D professionnel, le produit de l’alignement et de la fusion de plusieurs numérisations séparées sous différents angles pour obtenir un modèle complet. Il s’agit toujours d’un maillage, mais il représente avec précision l’original à la fois dans les caractéristiques et l’échelle.

Voici le modèle d’une pièce que j’avais scannée professionnellement avec un scanner Creaform HandySCAN Black 3D, d’après ma facture. C’est une vieille poignée en bois d’une arme à feu ancienne. La numérisation créait toujours un maillage, mais c’était un modèle 1: 1 précis de l’original que j’ai pu utiliser pour imprimer des remplacements sur une imprimante 3D SLA.

Lorsque vous obtenez un devis pour une numérisation 3D professionnelle, assurez-vous de vous renseigner sur la structure des frais et d’être clair sur vos besoins. Dans mon cas, il était rentable de numériser plusieurs objets similaires avec un seul frais d’installation.

Savoir ce que la numérisation 3D peut (et ne peut pas) faire

La numérisation 3D s’améliore et devient de plus en plus accessible, mais le fait qu’elle génère un maillage signifie qu’elle ne s’intègre pas toujours parfaitement dans un flux de travail d’impression 3D et de conception de pièces CAO. Cela ne veut pas dire que cela ne peut pas être utile, mais cela signifie qu’il est important de connaître les limites et comment elles affecteront vos besoins.

Bien sûr, on peut toujours déterrer les étriers et modéliser manuellement une pièce en CAO, mais toutes les pièces et toutes les formes ne sont pas faciles à mesurer ou à faire de la rétro-ingénierie. La numérisation 3D est une excellente alternative à la modélisation d’objets complexes du monde réel qu’il serait impossible de créer à la main ou sujette à des erreurs.

Avez-vous utilisé avec succès la numérisation 3D pour faciliter un projet, ou avez-vous une méthode ou un outil préféré à partager? Nous voulons vraiment tout savoir à ce sujet, alors prenez un moment pour partager avec nous dans les commentaires.