Положим, вы накопили деньги на какой-нибудь бюджетный 3d принтер, вроде Myrivell, или совершили личный подвиг, собрав по инструкции RepRap Mendel, и теперь вам не терпится увидеть своего нового питомца в действии: напечатать на нём какую-нибудь небольшую деталь или сделать копию фабричного кита.
Но одного желания – даже при наличии печатного устройства – недостаточно: нужна виртуальная модель. Откуда её взять? Создать в 3d редакторе? Воспользоваться 3d сканером? Или просто скачать из интернета?
В этой статье мы подробно расскажем о том, откуда берутся цифровые модели для быстрого прототипирования, опишем наиболее популярные способы производства виртуального 3d контента и обсудим основные стратегии по воплощению концептов в реальность.
Но, прежде чем перейти к рассмотрению актуальных 3d технологий и сервисов, попробуем определиться со своими задачами.
Выбираем стратегию
Как и в случае плоскостной печати, выбор метода всецело зависит от текущей задачи, а у каждой задачи может быть несколько решений. Поэтому, для начала, нужно чётко сформулировать собственные цели.
К примеру, если вы хотите прототипировать что-то несложное – не для коллекции, а в качестве пробы пера – то не стоит тратить драгоценные ресурсы на освоение 3d редактора или поиск 3d сканера – в интернете есть масса онлайн библиотек 3d моделей, предназначенных для 3d печати.
 |  |
Другое дело, когда требуется дублировать существующую деталь, фигурку или напечатать копию кита. В этом случае придётся воспользоваться 3d сканером. Этот метод мы обсудим в разделе, посвящённом 3d сканированию.
 |  |
Гораздо более трудоёмкое предприятие – создание виртуального прототипа «с нуля». В этом случае нам придётся сначала создать чертежи требуемых деталей или эскизы фигурок на плоскости, а затем переносить их в 3d с помощью специальных редакторов. Этот вариант мы обсудим в разделе «Модель с нуля».
 |  |
Библиотеки 3d моделей
Несмотря на то, что 3d печать – относительно новая область, в интернете уже можно найти немало ресурсов, предлагающих для скачивания виртуальные прототипы самой разной тематики и качества исполнения. Как и в случае с традиционными хранилищами цифрового контента (фотографий, музыки, видео), все 3d-библотеки делятся на платные и бесплатные.
В бесплатных онлайн каталогах к моделям, как правило, не предъявляется особых требований. Полезность и качество каждой из них оценивают сами пользователи. На данный момент, самая крупная база моделей для 3d печати находится на ресурсе www.thingiverse.com, принадлежащем компании MakerBot.
 |  |
Здесь ежедневно публикуется несколько десятков новых проектов, каждый из которых можно без труда воспроизвести на собственном 3d принтере, скачав сопутствующий STL файл. Между прочим, этот сайт очень популярен среди поклонников проекта RepRap, так как предоставляет удобную площадку для обмена новыми идеями по усовершенствованию самодельных 3d принтеров.
 |  |
Некоторые проекты, представленные в этой онлайн библиотеке, могут заинтересовать и фанатов радиоуправляемых моделей. Вот, например, проект печатного квадрокоптера, на который можно устанавливать камеры Mobius или GoPro: http://www.thingiverse.com/thing:251002.
 |
Будет чем поживиться здесь и стендовым моделистам. В базе можно найти несколько модификаций этого колеса: http://www.thingiverse.com/thing:252591
 |  |
Пока подобных деталей немного, но библиотека постоянно пополняется, и, при желании, вы можете загрузить сюда собственные разработки.
Что касается коммерческих хранилищ, где модели продаются за деньги, то на данном этапе своего развития они не представляют для нас особой ценности. Наполняются такие ресурсы, как правило, силами тех же энтузиастов, пожелавших, чтобы их труд 3d дизайнера был оплачен. Чаще всего на продажу выставляются ходовые вещи, такие как чехлы для смартфонов, забавные сувениры и просто полезные штуки, вроде рубрикатора для SD карт. Но вряд ли все эти виртуальные безделушки будут интересны моделистам. Разве что кому-нибудь захочется сделать кому-нибудь оригинальный подарок.
 |  |
Если читатель хочет самостоятельно оценить ассортимент онлайн хранилищ, он может ознакомиться со списком всех мало-мальски популярных библиотек 3d моделей для печати: http://reprap.org/wiki/Printable_part_sources. Большинство из них бесплатны.
3D сканирование
Когда первичное любопытство удовлетворено и хочется заняться чем-то более серьёзным: например, сделать 3d копию какой-нибудь особо удачной модели из своей коллекции или дубль ценной детали – настаёт черед технологий 3d сканирования.
И здесь мы вновь оказываемся перед выбором: заказывать услугу в специализированных сервисах или покупать свой собственный 3d сканер. В решении этой дилеммы нам придётся учитывать сложность нашего проекта – универсального решения здесь нет.
 |
Дело в том, что цены на современные 3d сканеры, в целом, сопоставимы с ценами на 3d принтеры. Самый дешёвый из них стоит около 50 тыс. рублей. Речь идёт о 3d сканере Matterform – весьма компактном и удобном в транспортировке. Оцифровки он делает весьма приличные, тратя на них немного времени. При стандартных настройках весь процесс займёт около 5 минут. Максимальная высота сканируемых предметов – 18 см, диаметр вращающейся площадки – 25 см.
 |  |
Если и 50 тыс. рублей кажутся вам неподъёмной суммой, то можно рассмотреть альтернативные методы 3d сканирования. Эти техсредства трудно причислить к полноценным 3D сканерам, но свою функцию они всё же выполняют.
К примеру, устройство под названием DAVID-Lazerscanner – это пользовательский набор для домашнего 3d сканирования, состоящий из веб-камеры, лазерного излучателя и сопутствующего программного обеспечения.
 |  |
Правда качество оцифровок, полученных с помощью этого набора, оставляет желать лучшего. Но, в конце концов, можно исправить погрешности сканирования в специализированных 3d редакторах – для этого нужно лишь немного подправить сетчатую структуру модели. Зато базовая стоимость такого набора не превышает 500 евро.
Ещё одно оригинальное решение – использование в качестве 3D сканера бесконтактного игрового манипулятора Xbox Kinect компании Microsoft.
 |
Это устройство использует стереоскопические технологии, но адаптировать его под нужды 3d печати можно только с помощью специального ПО. Кому интересно, как получить с помощью Kinect довольно сносные 3d отпечатки, тот может посмотреть подробную видеоинструкцию, составленную автором этого метода: http://www.youtube.com/watch?v=oIpKxfyNT9Y
Впрочем, стоит признать, что бюджетные 3d сканеры не позволят добиться высококачественных 3d оцифровок. Если вы всерьёз планируете заняться печатным производством, и качество 3d сканов для вас принципиально, то придётся раскошелится на более серьёзную технику. В этом случае, оптимальным решением, сочетающим в себе высокое качество и относительную дешевизну, будет 3D сканер MakerBot Digitizer.
 |
По конструкции он сильно напоминает тот же Matterform, только, в отличие от последнего, делает гораздо более качественные оцифровки и стоит, соответственно, на 30 тыс. рублей дороже.
Какой бы вариант вы не выбрали, в процессе 3d сканирования вам нужно соблюдать несколько несложных правил:
- В сканируемом предмете не должно быть прозрачных и отражающих деталей – лучи лазера обработают их некорректно
- Белые фрагменты лучше немного тонировать
- Фон для модели лучше подбирать по контрасту
- Освещение в зоне сканирования должно быть равномерным, но не слишком интенсивным
Надо сказать, что качество 3d снимков напрямую зависит от детализации исходного объекта. Если деталь имеет множество мелких элементов и сложную поверхность, то бюджетные принтеры её могут не осилить. В этом случае имеет смысл обратиться в специальные сервисы, работающие с профессиональным оборудованием.
Модель с нуля
Итак, мы добрались до самого трудного и интересного: разработки виртуального прототипа по авторским эскизам и чертежам. Только таким образом удастся создать нечто действительно уникальное, достойное вашей коллекции.
Как всегда, у нас есть два пути: отнести свои чертежи или эскизы в специализированную контору или самим сесть за компьютер и заняться освоением соответствующего программного обеспечения. Последний способ весьма затратен по времени, но зато позволяет сэкономить немало денежных ресурсов, а заодно узнать много нового.
Тем, кто привык делать всё самостоятельно, нужно знать, какие программные продукты используются для разработки 3d прототипов. Ввиду их многочисленности, мы не будем заниматься перечислением, а упомянем лишь самые популярные, причём сконцентрируемся на некоммерческих проектах.
Среди многочисленных поклонников 3d печати особой популярностью пользуется сервис Google SketchUp, который задуман в качестве дополнения к амбициозному проекту Google Earth. Эта программка позволяет создавать объёмные фигуры различной сложности, но ориентирована она, в основном на архитекторов и дизайнеров интерьера.
 |  |
Для создания миниатюрных фигурок гораздо больше подойдёт популярный open sourse редактор Blender. Несмотря на полную бесплатность, он сравним по функционалу с такими популярными коммерческими продуктами как 3D Max и Maya. Заметим, что Blender ориентирован, в первую очередь, на художников аниматоров и разработчиков компьютерных игр.
 |  |
Те, кому требуется точный инструмент для создания трёхмерных чертежей деталей, могут попробовать отличную бесплатную инженерную программу – OpenSCAD. В ней, правда, нет привычного интерактивного интерфейса, позволяющего отображать изменения фигур в режиме реального времени, но зато программка позволяет контролировать любой параметр от А до Я, отображая все характеристики детали в специальном скрипте. В качестве альтернативы можно использовать нашего старого знакомого – автоматизированную систему DraftSight. В ней тоже присутствует режим 3D макета.
 |  |
Важное преимущество всех перечисленных программ в том, что они кросплатформенны – т. е. свободно работают как в традиционной Windows и менее традиционной OS X, так и в различных дистрибутивах Linux.
Вообще, существует немало программ для разработки 3d моделей, но это многообразие не должно нас пугать. Ведь, чаще всего, различия между ними сводятся к набору функций и особенностям интерфейса. Хорошо изучив одну, можно без труда освоить и прочие. Наш совет – начать свой экскурс в мир 3d с программы Blender, оборудованной всеми базовыми инструментами и дающей полное представление о том, как работает 3d редактор. Скачать бесплатную инструкцию на русском языке можно с официальной странички программы: http://b3d.mezon.ru/index.php/Blender_Basics_4-rd_edition, а сама она доступна для скачивания по адресу: http://www.blender.org/
*****
Итак, мы обсудили все основные источники виртуальных прототипов для 3d печати, делая особый упор на бюджетные методы, которые можно использовать в домашних условиях самостоятельно.
Впрочем, большинство из этих методов требует немало временных вложений. Подумайте только, сколько онлайн библиотек нужно пересмотреть, чтобы найти что-то стоящее. А использование дешёвого сканера предполагает необходимость «доводки» цифровой модели в редакторе. Мы уже не говорим о тех десятках часов, которые уйдут на освоение специализированного ПО.
При наличии средств, многие предпочтут гораздо более простое решение. Ведь существует немало отечественных компаний, предоставляющих услуги быстрого прототипирования. В этом случае, вся «грязная работа» достанется профессионалам, и качество финального продукта будет близким к идеальному.
Поэтому подумайте хорошенько и оцените свои силы, прежде чем приступать к самостоятельному освоению 3d печати. Не лучше ли остаться в этой области потребителем, сэкономив силы и время для своего основного хобби?
Автор: Андрей Гасилин
Эксклюзивно для мастерской "Мира Моделей"
Перепечатка и публикация на других ресурсах
возможна с разрешения администрации сайта
и обязательной ссылкой на ресурс.
Контакт webmaster@modelsworld.ru