MaxStarz

Всем привет.
Однажды некий буржуин, используя немного смекалки, щепотку знаний программирования и чужие наработки, решил, что было бы прикольно печатать не черно-белые унылые картинки, видимые только если сзади есть источник света, а полноценно раскрашенные картины. И понеслась.

Взяв клиновый сироп и включив хоккей по телевизору, чел запилил приложение по раскраске любой загруженной картинки на 3Д принтаке. Назвал он ПО максимально благозвучно для пользователей РФ, HUEFORGE aka ХУЕФОРДЖ. Кайф? Кайф

Технология, на самом деле, простая до безобразия - делается литофания на основе градации оттенков серого цвета. Это уже классика, много сервисов, в том числе и онлайн умеют так делать. А далее мы добавляем имеющиеся у нас в наличии материалы и цвета, а далее по мере возможностей, раскрашиваем полученную литофанию до максимально приближенного к оригиналу результата. Вот этими вот ползунками:

Для незнающих - литофания в 3Д печати - это когда изображение преобразуется в STL модель по карте высот светлых и темных участков. Чем темнее - тем толще участок литофании. А значит, меньше света проходит сквозь него. Так создается черно-белое изображение с градацией света. Всё логично. Пример на моём кривом видео 19-го года:

Мода на литофании объективно сдохла лет 5 назад, а тут вот оно как. Оказывается, можно вместо печати ч/б картинки просто сменить пластик на нужном слое, и получить красивую картину. Хоть на стену вешай так и сделал:

На самом деле, сама программа выдаёт не что иное, как эту самую STL-литофанию, вместе с тестовым файлом инструкции - когда и на какой цвет на нужно произвести замену пластика. Выглядит это примерно так, на примере дракоши:

Swap Instructions:

• PolyTerra Charcoal Black until layer #9 at 0.8mm

• PolyLite Red until layer #12 at 1.04mm

• PolyLite Orange until layer #21 at 1.76mm

• PolyLite Lemon Yellow until layer #31 at 2.56mm

• PolyLite White for the rest.

Итого, на эту чудесную картинку нам нужно 5 цветов. Размер оригинального stl - 170х170х3.4 мм. Ничто не мешает нам масштабировать чужой исходный результат, но при этом не забывайте, что высота файла должна оставаться неизменной. Иначе расчет слоев смены цвета пойдет по бобру.

Я печатаю на Picaso XL aka "проскальзывание пластика и 15к за хотэнд, охуеть", поэтому масштабирую stl до 300х300х3.4мм. Далее в слайсере проставляю паузу на указанных слоях, и ручками меняю пластик когда принтер попросит. Если у вас есть Bambulab x1 или p1p, и модель требует всего 4 цвета - повезло. В остальных случаях - страдаем.

На бумаге звучит как нечто лёгкое, но есть, как говорится, один нюанс: важно знать параметр Transmission Distance для каждого из цветов имеющихся у нас пластиков. Это величина появления чистого цвета конкретной марки пластика. Поскольку стандартные, проверенные автором программы пластики нам практически не доступны, приходится подбирать данный параметр путём печати множества тестов, и внесением корректировок в программу. Тест

Пример проёбанного TD ниже. Шикарная картина Ван Гога получилась тускловатой. Оригинал интереснее:

Для получения красивых результатов необязательно следовать цветовым рекомендациям программы или автора картины. Мы же творческие люди, в конце то концов! Да и откуда нам взять CYAN/MAGENTA цвета мм? Голубой и красный подойдет:

Далее еще один нюанс - программу из РФ не купить. Автор то в райском саду проживает, наши способы оплаты не прокатывают. А своровать еще никто не сподобился. Потребуется либо карта зарубежного банка, либо друг за кордоном.

На этот случай нам на помощь приходит сайт широко известного в узких 3Д печатных кругах Йозефа Геббельса Прюши, создателя самого используемого дрыгостола в мире. На printables.com по запросу HUEFORGE список из 560+ чужих работ с инструкциями, который изо дня в день становится больше. Для экспериментов хватит. Примеры картин:

Кстати, почти все отпечатанные изображения сгенерированы нейросеткой миджорней. Воистину симбиоз технологий. И авторские права соблюдать не надо.

Спасибо за внимание. Телега по новой традиции:

Дисклеймер: статья развлекательно-познавательного характера получилась чуть больше, чем планировалось. Внутри много текста, картинок и щепотка тупых шуток. Излишнюю терминологию и узкоспециализированные моменты убрал под спойлер.

Всем привет.

Завязка данной истории поразительно проста: у коллеги на Toyota bB сломалась ручка задней двери, вот такая вот штука:

Судя по всему, распространённая проблема:

Казалось бы, купить на разборе за 5т.р и забыть, но нет. Мы легких путей не ищем. Было принято решение - реверс-инжиниринить и печатать на 3D принтере. Отсутствие опыта в моделировании не останавливает.

Для успешного импортозамещения нужно пройти несколько этапов:

1. Сканирование. Поскольку она треснула пополам, нужно её склеить с минимальной потерей геометрии. Задействуем сканер Scanform.

2. Обработка полученного скана до удобоваримого результата: почистить от мусора, сгладить поверхности, дыры зашить, и прочее. В этом нам поможет установленное по параллельному импорту ПО Geomagic Design X. Медведев разрешил.

3. Реверс-инжиниринг с контролем отклонений: получаем на выходе твердотельную модель. Всё тот же Geomagic.

4. Отрицание, гнев, торг, депрессия, принятие.

5. Печать модели. В этом нам поможет Picaso XL aka "проскальзывание пластика". Филамент - угленаполненный полиамид ePA-CF от братьев китайцев из ESUN.

План надёжный, как швейцарские часы. Приступаем.

Часть 1: Сканирование

Упрощая, процесс выглядит так: вокруг объекта и на нём самом расклеиваем метки, считываем их расположение в ПО сканера. На основе собранных меток сканер двумя камерами считывает отклонения проецируемой лазерной сетки и собирает облако точек. Чем больше точек - тем выше итоговая детализация скана. После, по полученному облаку строятся полигоны, и мы получаем так называемый меш, т.е. пустотелую полигональную модель.

Склеиваем деталь.

Поскольку деталь тёмная и бликует, задуваем матирующим спреем, что бы сканеру было проще было её захватить. Сканируем.

На компе можно заметить количество собираемого "шума" вокруг основной модели.

Моток скотча под деталью - это так задумано.

Далее идёт процесс очищения сканов от крупного мусора, поверхности стола и меток. Когда всё почистили - совмещаем сканы разных сторон между собой и строим полигональную модель. В ней больше 1.3 млн полигонов. Многовато!

Есть труднодоступные места, куда сканер физически не может "засветить" - это отверстия, поднутрения и прочие неприятные штуки. С этим ничего не поделать, только страдать.

Часть 2: Обработка скана

Загружаем полученный меш в geomagic.

Тут уже доступен более солидный по сравлению с ПО сканера, набор инструментов. Чистием, сглаживаем, зашиваем дыры, по возможности удаляем ненужные артефакты литья, косяки сканирования, круги от меток и прочий мусор.

Задача на данном этапе - получить красивый меш, по которому нам будет комфортно строить твердотельную модель. В итоге получаем более-менее гладкую, закрытую модель. При желании, уже на данном этапе её можно на 3Д принтер отправить, но нам нужно восстановить сломанное крепление слева. И желательно бы отверстия для крепежей получить. А тут без моделирования не обойтись.

Процесс обработки: мастером лечения healing wizard в автоматическом режиме исправляем имеющиеся ошибки, инструментом Fill holes- закрываем дыры. Убираем выступающие и ненужные части поверхности кнопкой defeature, после чего сглаживаем инструментом smooth. Инструментом decimate режем неприлично высокое количество полигонов. В итоге их стало около 700к, приемлемо.

А далее следует шаг в неизвестность.

Часть 3. Реверс-инжиниринг

Изучаем тонны материалов на ютубе, робко тыкаемся в интерфейсе геомэджика, попутно понимая, в какую жопу мы сами себя загнали. Но делать то надо, поэтому приступаем.

Если описать процесс реверса кратко, то он таков:

1. Выровнять модель в плоскостях

2. 2Д и 3Д эскизами (ситуативно) отрисовать нужные нам формы и мелкие детали

3. Выдавить полученные эскизы в твёрдое тело

4. ????

5. Profit!

В самом процессе нам нужно понимать, каким методом изготавливалась деталь, и чем мы можем принебречь, что бы не заниматься отрисовкой ненужных мелочей. Реверс осложняется тем, что деталь от времени повело, она не симметричная, и на поверхности есть артефакты литья:

Основная форма поверхности была построена, как потом оказалось, неправильным методом. Потому и получилась кривой. Но ценим что имеем:

Метод, которым делать не стоило: извлекаем автоповерхность с внешней и внутренней стороны, выдавливаем заготовку, обрезаем двумя поверхностями эту заготовку, и получаем кривые края заготовки. Ну и дрянь. Сеткой из сплайнов по контуру поверхности было бы лучше. Или обрезка поверхности эскизом общей формы. Кто ж знал.

Строим основание модели, извлекая эскиз из среза низа. Выглядит это примерно так. Красные линии на картинке - референс с оригинала, синие - построенные нами:

Извлекаем и перерисовываем эскизы из крепёжных элементов. Они зеркально отражены в оригинале, поэтому нам в 2 раза легче, достаточно их просто размножить и отзеркалить.

Добавляем скругления, фаски и прочие красивости.

Проверяем отклонения от оригинала. Максимальное отклонение около 1мм. От такой расцветки у профессионалов вытекают глаза и начнется неконтролируемая агрессия. А нам норм:

Преобразуем набор твёрдых тел обратно в полигональную модель для отправки на печать. Результат:

Часть 4. 3Д Печать

Тут каких то особенных хитростей не было, кроме расположения. Чтобы впилить деталь в стол XL, поворачиваем её на 45 градусов. Для минимизации поддержек кладём её на кромку, поворачивая на 15-20 градусов. Получаем вот такое:

Сушим композитный пластик, печатаем:

Снимаем, убираем поддержки и мусор с модели. Жалкий оригинал и неповторимая пародия:

Примеряемся и офигеваем, как точно всё садится на свои места. Удивительно!

Ставим на авто. Почти как влитой. Остается загерметизировать края и помыть машину. Но это на совести автовладельца уже.

Резюме:

Делалось всё, в первую очередь, ради собственного любопытства и получения нового опыта. Деталь требует перерисовки, желательна постобработка, покраска и лакировка. Но даже в таком виде, как временное решение, вполне себе вариант.

Уверен, что профи сделали бы всё быстрее, красивее и лучше. На то они и профи. На реверс у меня ушло примерно 3 дня неспешного моделирования и тонна времени на попытки вникнуть в суть происходящего.

Спасибо за внимание.