1. O scanner Einscan Pro 2X custa cerca de US $ 5.000 e pode obter resoluções pontuais de 0,15 mm, enquanto o modelo Pro 2x Plus é mais rápido com um campo de visão maior, mas com uma distância pontual de 0,24 mm. Optei pelos detalhes mais refinados do modelo 2X mais barato.

O que é todo esse material de digitalização 3D, afinal?

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Recentemente, comprei um scanner 3D para complementar a impressora 3D que comprei para trabalhar em um novo design da caixa do motor da motocicleta. O modelo Einscan Pro 2X que comprei precisa de uma placa de vídeo Nvidia GTX para suportar seu software (Figura 1). As placas Nvidia Quaddro que tenho nas minhas estações de trabalho CAD não funcionarão. Como eu queria um laptop dedicado para isso, comprei um laptop da classe GigaByte para jogadores com uma placa Nvidia GTX 1070 – apenas uma revisão da placa de vídeo GTX 1080 mais rápida, mas cerca de 1.000 dólares mais barato.

1. O scanner Einscan Pro 2X custa cerca de US $ 5.000 e pode obter resoluções pontuais de 0,15 mm, enquanto o modelo Pro 2x Plus é mais rápido com um campo de visão maior, mas com uma distância pontual de 0,24 mm. Optei pelos detalhes mais refinados do modelo 2X mais barato. 1. O scanner Einscan Pro 2X custa cerca de US $ 5.000 e pode obter resoluções pontuais de 0,15 mm, enquanto o modelo Pro 2x Plus é mais rápido com um campo de visão maior, mas com uma distância pontual de 0,24 mm. Optei pelos detalhes mais refinados do modelo 2X mais barato.

A descrição da Newegg era “GIGABYTE Aero 15X v8-BK4K4P, moldura fina de 15,6” 4K / UHD GTX 1070 8 GB VRAM i7-8750H 16 GB de memória, 512 GB PCIe SSD, Windows 10 Pro, laptop para jogos de 64 bits. “Custou US $ 1.949,00 no final de 2018. Eu adquiri o scanner no eBay por US $ 5.224,00 a partir de um fornecedor que agora só vende joias não solicitadas.Eu deveria ter visto se meu fornecedor do SolidWorks ofereceu esse modelo e tentou fazê-lo corresponder ao preço do eBay. usar.

Bons scanners custam muito

Embora US $ 7.000 sejam muito dinheiro, existem scanners muito mais caros que são ainda mais precisos. O Einscan usa padrões de luz para detectar os objetos, semelhantes aos scanners Artec. Os scanners Artec atingem precisão de 0,1 mm sem a necessidade de placas ou adesivos de calibração, mas custam entre US $ 10 mil e US $ 25 mil – muito longe da minha faixa de preço. No outro extremo do espectro, há scanners de 100 dólares que usam o módulo de jogo Microsoft Kinect. Ben Heck, da Newark / Element 14, fez um belo vídeo tentando obter uma saída decente de um desses modelos:

Eu queria um scanner de mão que pudesse fazer algo tão grande quanto um sistema de escape de motocicleta, de modo que os muitos scanners 3D baratos que usavam uma plataforma giratória para pequenos itens não eram do meu interesse. A linha de produtos Einscan ocupava um nicho com boa resolução e um preço, embora alto, não era de cortar o coração.

Introdução Digitalização

Eu desempacotei meu novo laptop e sofri com o desprezível Windows 10. Eu tenho o Win7 em todas as minhas máquinas, mas devo admitir que o Win10 não foi tão irritante quanto eu temia. Instalei o software Einscan e liguei o scanner a uma porta USB. Muita miséria, já que o software do scanner só reconheceria o scanner se ele tivesse energia e eu fiz uma reinicialização no laptop.

Eu tentei e tentei digitalizar um cilindro Harley que eu tinha à mão. Claro, eu não li nenhuma instrução – esse é o American Way. Fiquei muito decepcionado e, por não ter conseguido nada, passei o scanner por cima do sapato (Figura 2). Milagrosamente, uma nuvem de pontos bastante decente apareceu.

2. Não consegui escanear pontos de um cilindro Harley preto. Então, acidentalmente, passei o scanner pelo meu sapato, manchado de tinta branca.2. Não consegui escanear pontos de um cilindro Harley preto. Então, acidentalmente, passei o scanner pelo meu sapato, manchado de tinta branca.

Isso me ensinou duas coisas. Primeiro, o scanner gosta de boas formas “monotônicas”, como sapatos e figuras de feiticeiros. Estes eram sapatos de trabalho nos quais eu havia pintado e estampado. Os sapatos eram manchados de branco e isso dava ao scanner reflexões suficientes para sentir a forma. Essa foi a segunda lição, minha tentativa de digitalizar um cilindro de ferro fundido preto foi uma tarefa fácil.

Em seguida, arrastei uma broca DeWalt e a digitalizei (Fig. 3). Para fazer uma digitalização rápida sem usar pequenos marcadores de papel circulares colados na peça, você deve seguir muito devagar e metodicamente. O software está realmente reconhecendo a forma do item e usando-o para registrar o relacionamento entre os novos pontos que está adicionando.

3. Percebendo que o scanner precisava de objetos de cores mais claras, digitalizei em uma furadeira manual. Colocar a peça em feltro preto teria eliminado as partes espúrias da digitalização. Inexperiência é responsável pelo barulho e mau aspecto dos resultados.3. Percebendo que o scanner precisava de objetos de cores mais claras, digitalizei em uma furadeira manual. Colocar a peça em feltro preto teria eliminado as partes espúrias da digitalização. Inexperiência é responsável pelo barulho e mau aspecto dos resultados.

O software de digitalização

O software Einscan possui uma daquelas interfaces emburrecidas e emburradas que me lembram um brinquedo de falar e soletrar (Fig. 4). É tão tolo quanto o menu “faixa de opções” que a Microsoft adicionou ao Word. Você não pode alternar facilmente entre os modos de alta definição e de digitalização rápida; você precisa iniciar o projeto decidindo qual deseja.

4 O software Einscan não segue os padrões do Windows para itens de menu. Para fazer uma calibração com a placa de imagem incluída, é necessário saber clicar com o mouse no pequeno pontinho em 4 O software Einscan não segue os padrões do Windows para itens de menu. Para fazer uma calibração com a placa de imagem incluída, é necessário saber clicar com o mouse no pequeno pontinho em “13 de agosto – 11:24”. O ponto de interrogação é uma ajuda contextual idiota que tenta compensar o estéril interface simplificada. Agora eu sei pressionando shift e o mouse esquerdo me permite apagar pontos. O fato de existir um modo de edição é completamente oculto ao usuário.

Uma vez no modo de varredura rápida, a interface permite escolher entre usar marcadores ou recursos de peças ou ambos. Também permite selecionar uma digitalização de textura, caso você tenha o acessório opcional da câmera, que pinta um bitmap na nuvem de pontos. Você pode selecionar a resolução ou escolher um modo que permita especificar a resolução da nuvem de pontos após a verificação. O modo “Clássico” é de 15 qps (quadros por segundo) e o modo de operação “Lightning” é de 30 qps. Você pode dizer aos programadores que estão envolvidos na interface do usuário, pois criam nomes de variáveis ​​artificiais dos quais somente eles sabem o significado, em vez de rotular os botões de “15 fps” e “30 fps”.

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O modo de varredura rápida pinta o que parece ser um código de barras 2D sobre o objeto (Fig. 5). Se o objeto tiver muitos recursos distintos, o scanner poderá manter seu lugar. Em áreas com aparência uniforme, como o lado direito desse cilindro, o software fica “perdido”. Sua única esperança é mexer com a distância para tentar obter alguns recursos exclusivos.

5. O modo de digitalização rápida oferece menos resolução, mas não requer que você coloque pequenos marcadores circulares na peça. Ele projeta o que parece um código de barras 2D da peça. Você pode avaliar a distância adequada, pois o padrão entra em foco quando você está na distância ideal da peça.5. O modo de digitalização rápida oferece menos resolução, mas não requer que você coloque pequenos marcadores circulares na peça. Ele projeta o que parece um código de barras 2D da peça. Você pode avaliar a distância adequada, pois o padrão entra em foco quando você está na distância ideal da peça.

Embora o modo HD forneça maior resolução, ele requer o uso de marcadores para que o software possa manter o registro. Em vez do código semelhante ao código de barras, ele usa várias linhas de feixes de luz (Fig. 6). É intoxicante assistir a tela do laptop e ver a nuvem de pontos aparecer enquanto você varre as luzes sobre a peça.

6. O modo HD tem resolução de até 0,2 mm, mas você precisa aplicar pequenos marcadores de papel por toda parte. Eles devem estar próximos o suficiente para que o software possa reconhecer vários deles no mesmo campo de visão, mesmo quando você se inclina para fazer os lados. Isso é muito difícil de fazer.6. O modo HD tem resolução de até 0,2 mm, mas você precisa aplicar pequenos marcadores de papel por toda parte. Eles devem estar próximos o suficiente para que o software possa reconhecer vários deles no mesmo campo de visão, mesmo quando você se inclina para fazer os lados. Isso é muito difícil de fazer.

Foi aqui que aprendi que você pode adicionar marcadores no meio de uma digitalização para ajudar o software a manter o registro. É preciso muitos marcadores. Você deve ter o suficiente para “virar as esquinas”, por assim dizer. Obter uma digitalização da parte superior do cilindro foi fácil. Onde o software continuava se perdendo era quando eu colocava o scanner mais nivelado para escanear as laterais do cilindro.

Uma experiência de digitalização irritante

A interface do usuário do Einscan pode ser irritante (Fig. 7). Essa pequena barra verde na borda esquerda indica que o scanner está a uma boa distância. Se subir, ele fica azul e você recebe um aviso “Muito longe”. Se as barras saltam para baixo, elas ficam vermelhas e você recebe um aviso “Muito perto”. O legal é que você pode ver a luz O padrão da peça fica em foco quando você está na distância certa, o que ajuda a manter a digitalização em andamento.

7. Quando o software de digitalização Einscan chega ao ponto de coletar dados, é isso que você vê. A barra verde na extrema esquerda mostra que a distância que você tem da peça está correta. A imagem no canto superior esquerdo mostra o que o scanner está vendo e você define o brilho para que não haja áreas de aviso vermelhas lavando a peça. Os pontos verdes salpicados sob a caixa 7. Quando o software de digitalização Einscan chega ao ponto de coletar dados, é isso que você vê. A barra verde na extrema esquerda mostra que a distância que você tem da peça está correta. A imagem no canto superior esquerdo mostra o que o scanner está vendo e você define o brilho para que não haja áreas de aviso vermelhas lavando a peça. Os pontos verdes salpicados sob a caixa “Preview” são a nuvem de pontos. Se você pressionar o botão de digitalização novamente, ele sairá do modo de visualização e se perderá rapidamente, pois não há recursos suficientes capturados no instante do primeiro quadro. Não é possível entrar no modo de visualização novamente, a menos que você reabra o projeto.

Ao fazer uma verificação rápida usando os recursos da peça, essa tela mostra o aspecto mais irritante do software. Essa pequena mancha verde de nuvem de pontos embaixo da caixa de luz “Preview” é o que o scanner está detectando. É para isso que deve corresponder o padrão quando você inicia a digitalização.

Freqüentemente, quando você pressiona o triângulo “Reproduzir”, nesta tela ou no próprio botão do scanner, o scanner parece encerrar e você recebe um aviso de “Sem dados”. A única maneira de voltar ao modo de visualização é usar o ícone da pasta para reabrir todo o projeto. Você aprende a obter uma nuvem de pontos realmente espessa e rica no modo de visualização, para que o software tenha algo a que “se agarrar” até o reconhecimento de recursos.

Depois de ter essa nuvem de pontos inicial, o software é incrível, pois pode encontrar essa forma novamente se você voltar exatamente ao mesmo lugar. É por isso que é criminoso o Einscan não ter colocado uma porca de montagem de tripé de 1 / 4-20 ”na parte inferior, para que você possa consertá-la. Pode ser divertido e fascinante ter um scanner de mão, mas não depois de 10 ou 20 vezes reiniciar o mesmo projeto, porque você não consegue passar o scanner para o modo de visualização. Se o scanner fosse corrigido, permitiria que você movesse a peça de forma incremental para adicionar à digitalização.

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Faixa Perdida

Quando você se move muito rápido ou a peça não possui recursos exclusivos, você recebe o temido aviso “Rastrear Perdido” (Fig. 8). Pior ainda, o software reproduz essa música desagradável de calíope que faz você querer jogar o scanner na tela do laptop. Eu preferiria ter um silvo de ruído branco ou um tom ou qualquer outra coisa, mas acho que terei que descobrir a configuração de volume no Win10, logo após descobrir onde eles escondiam o Painel de Controle. Ainda não consigo impedir que a luz de fundo do teclado mude de cor como um brinquedo infantil.8. Este é o temido aviso 8. Este é o temido aviso “Track Lost”. O scanner usou com sucesso a detecção de recursos para manter o registro enquanto eu o acenava por cima do cilindro. No entanto, ele perde o seu lugar quando desço para fazer as laterais e não pode ser recuperado. Era melhor virar o cilindro de cabeça para baixo e começar a partir dessa posição. De maneira impressionante, você pode inverter a peça e, se já tiver recursos suficientes, o software reencontrará seu lugar no espaço. Então você pode adicionar à varredura. Todo esse tédio aumenta significativamente o ruído e os pontos errantes registrados.

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Geralmente, é o uso do “grande conceito” que não é mencionado na documentação. Tudo o que eu precisava era de um parágrafo que explicava que o software Einscan possui uma pasta de arquivo de projeto criada por você e coloca um arquivo de projeto como .hd_prj ou .rap_prj. Quando você clica no ícone quadrado “parar”, ele gera uma nuvem de pontos, permitindo que você selecione a resolução; isto é, a densidade da nuvem de pontos se você estiver usando o modo Relâmpago + Refinar (Fig. 9). Em seguida, você pode salvar a verificação como uma nuvem de pontos; eles têm um pequeno texto na parte inferior da caixa de diálogo que oferece a opção de arquivo .asc ou .p3. O programa não me permite selecionar o formato .p3 por algum motivo secreto desconhecido.

9. Você pode acelerar as coisas e ter arquivos menores com uma malha de baixa resolução (superior). Uma malha de alta resolução mantém a área da junta da cabeça plana (em baixo). O modo 9. Você pode acelerar as coisas e ter arquivos menores com uma malha de baixa resolução (superior). Uma malha de alta resolução mantém a área da junta da cabeça plana (em baixo). O modo “Lightning + Refine” permite salvar a nuvem de pontos com resolução diferente, em vez de criar uma malha com diferentes simplificações.

Você também pode optar por usar uma nuvem de pontos de baixa resolução para começar (Fig. 10). O que me confundiu foi a seta verde brilhante na caixa “Mesh Model” no canto inferior direito da tela. Veja, os programadores do Einscan decidiram se divertir calculando uma malha de triângulos a partir da nuvem de pontos, quando deveriam me deixar fazer isso no SolidWorks. Depois de pressionar o botão de verificação “Modelo de malha”, você terá mais opções. Então, quando você clica no pequeno ícone de salvar em disquete, ele salva como um arquivo .stl, juntamente com vários outros formatos. Ele mostra um formato .asc – não tenho certeza se isso substituirá um arquivo .asc da nuvem de pontos por um arquivo .asc de malha. Não tenho paciência para descobrir.

10. Se você especificar uma resolução de nuvem de pontos de 2 mm, a digitalização se tornará muito esparsa. O que me preocupa é que também não há recursos detalhados para o software se registrar. Assim, o programa pode “perder a trilha”, que é um problema constante.10. Se você especificar uma resolução de nuvem de pontos de 2 mm, a digitalização se tornará muito esparsa. O que me preocupa é que também não há recursos detalhados para o software se registrar. Assim, o programa pode “perder a trilha”, que é um problema constante.

Entrar no SolidWorks

Obter uma malha .stl para entrar no SolidWorks tinha seu próprio conjunto de dores de cabeça. Como meu arquivo era muito grande, o SolidWorks só pode abri-lo como um objeto gráfico (Fig. 11)-bonita muito inútil para fazer qualquer coisa.

11. Você pode carregar a malha criada pelo Einscan no SolidWorks, mas é tão grande que só aparece como um objeto gráfico inútil. Eu não sabia como entrar no modo de edição no Einscan, então há muitas malhas de lixo nisso.11. Você pode carregar a malha criada pelo Einscan no SolidWorks, mas é tão grande que só aparece como um objeto gráfico inútil. Eu não sabia como entrar no modo de edição no Einscan, então há muitas malhas de lixo nisso.

Sabendo o quão incrível o SolidWorks é, eu sabia pesquisar na Web e aprendi sobre o complemento ScanTo3D incluído na minha versão Pro, mas não ativado por padrão. Usando as ferramentas> Seleção do menu de suplementos, liguei e ativei na inicialização. Confira o vídeo no complemento ScanTo3D:

Com o ScanTo3D funcionando, percebi que queria a nuvem de pontos .asc do software Einscan (Fig. 12). Depois de um tempo para descobrir onde a seta “próxima” está em um assistente do SolidWorks, eu segui as etapas, embora o SolidWorks parecesse travar algumas vezes. Isso perdeu cerca de meia hora de “tempo do assistente” para cada ocorrência, então comecei a sair do assistente com o ícone de verificação verde, salvando e depois passando novamente pelo item do assistente novamente. Isso foi crítico depois que o SolidWorks permite apagar todo o ruído e pontos errantes. Uma salvaguarda protege o tempo todo e o tédio de prender esses pequenos cachorrinhos.

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12. Acho melhor deixar o SolidWorks fazer a malha. Veja como são os arquivos .asc da nuvem de pontos quando importados pela primeira vez para o SolidWorks com o plug-in ScanTo3D. Um assistente ajuda a eliminar os pontos estranhos, simplificar e regularizar a nuvem antes do SolidWorks fazer uma operação de malha muito sofisticada.12. Acho melhor deixar o SolidWorks fazer a malha. Veja como são os arquivos .asc da nuvem de pontos quando importados pela primeira vez para o SolidWorks com o plug-in ScanTo3D. Um assistente ajuda a eliminar os pontos estranhos, simplificar e regularizar a nuvem antes do SolidWorks fazer uma operação de malha muito sofisticada.

Após o SolidWorks executar o assistente, você poderá criar superfícies a partir dos pontos com outro assistente. Em vez disso, parei com a malha e isso resultou em uma estrutura viável (Fig. 13). Você pode rir de considerar viável a monstruosidade desse buraco. O problema é que você está apenas usando isso como um guia para criar recursos sólidos reais, como rastreamento 3D. Essa malha é bastante esfarrapada, mas posso ver melhorando com o scanner e levando uma manhã inteira para fazer uma digitalização que resultará em uma forma fechada mais monotônica.

13. Depois de executar o assistente do ScanTo3D, o SolidWorks pode criar uma representação de malha desagradável, mas utilizável, do cilindro da motocicleta.13. Depois de executar o assistente do ScanTo3D, o SolidWorks pode criar uma representação de malha desagradável, mas utilizável, do cilindro da motocicleta.

Uma coisa que quero tentar é pendurar a peça de um ventilador de teto com fios finos. Em seguida, monte o scanner em um tripé e, depois de obter uma visualização decente, inicie a digitalização enquanto gira lentamente a peça. Como a peça está apenas pendurada em três fios, depois de inserir a maioria dos recursos no software, posso usar o scanner no modo portátil para obter a parte inferior das peças e o interior do cilindro. Também experimentarei tintas tempura para refletir melhor a peça, embora a tinta branca do teto que usei dessa vez funcione muito bem.

Usando o comando de seção

Depois de obter uma malha esfarrapada no Solidworks, você pode usar o comando Seção para cortá-la em vários pontos (Fig. 14). Em seguida, você cria um plano na linha de seção e faz um rascunho ao redor do recurso – no meu caso, a aleta do cilindro. Em seguida, você pode extrudar isso como uma nadadeira ou usar técnicas normais de modelagem. Eu me pergunto sobre o meu método alternativo, que é comprar um cilindro no eBay e vê-lo em todas as barbatanas. Em seguida, basta colocar as barbatanas em um scanner de mesa de 100 dólares e usar as digitalizações para traçar e fazer geometria .dxf no TurboCAD. Posso importar os arquivos .dxf para o SolidWorks como um conjunto de esboços. Com certeza seria mais barato que os 7.000 dólares para esta configuração.

14. Depois de incorporar ou importar a malha no SolidWorks, use o comando de seção para dividi-la em alguns lugares. Você coloca um plano e esboça nesses locais, onde é possível traçar os recursos da sua malha para criar um modelo sólido 3D real. Posteriormente, você pode suprimir a malha na árvore de recursos do SolidWorks.14. Depois de incorporar ou importar a malha no SolidWorks, use o comando de seção para dividi-la em alguns lugares. Você coloca um plano e esboça nesses locais, onde é possível traçar os recursos da sua malha para criar um modelo sólido 3D real. Posteriormente, você pode suprimir a malha na árvore de recursos do SolidWorks.

O problema é que coisas novas são sempre frustrantes. Lembro-me de passar horas tentando otimizar as configurações de JPEG no GIMP. Então eu entrei em vídeo e foram dias de reprodução com codecs e taxas de quadros e todas essas coisas. Tenho certeza de que essa digitalização em 3D tem uma curva de aprendizado acentuada, mas é como um videogame que o frustra continuamente, apenas para ocasionalmente oferecer a você algumas conquistas fantásticas que o mantêm concentrado no jogo.

Essa digitalização do cilindro é um bom começo, mas minha real necessidade era digitalizar as cabeças dos cilindros da Harley para que eu pudesse descobrir o ângulo arbitrário no qual as portas de exaustão e admissão saem. Percebo que demorará um pouco, mas o caminho para esse objetivo é factível e pode até ser divertido, especialmente se eu me der ao trabalho de ler as instruções.

Percebo que a digitalização de um cilindro de motocicleta com aletas profundas era um objetivo muito difícil. No entanto, quando digitalizo as partes mais simples do cilindro (Fig. 15), Eu posso ver os resultados impressionantes que eu poderia esperar com mais paciência e compreensão.

15. Apesar de um começo difícil, há um potencial incrível para a digitalização em 3D. Essa varredura da área superior mais simples do cilindro da motocicleta mostra linhas de partição e até a textura do ferro fundido em alguns lugares. Com mais pesquisas e técnicas aprimoradas, posso fazer engenharia reversa de algumas peças que são muito difíceis de medir com ferramentas manuais.15. Apesar de um começo difícil, há um potencial incrível para a digitalização em 3D. Essa varredura da área superior mais simples do cilindro da motocicleta mostra linhas de partição e até a textura do ferro fundido em alguns lugares. Com mais pesquisas e técnicas aprimoradas, posso fazer engenharia reversa de algumas peças que são muito difíceis de medir com ferramentas manuais.

Embora prefira o algoritmo de malha do SolidWorks, observo que o código de malha Einscan remove automaticamente esses marcadores verdes e os pavimenta com malha. Essas pequenas alegrias me manterão brincando com essa tecnologia por um longo tempo.

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