МД (1194692), страница 4
Текст из файла (страница 4)
MeshLab – бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом, соответствующее требованиям GNU General PublicLicense (GPL), версия 2 или новее, и используется как полный пакет, так и библиотека, управляющая другим программным обеспечением. Он хорошо известен в более технических областях разработки 3D и обработки данных.Рисунок 14 – Рабочий процесс в MeshLabMeshLab разработан исследовательским центром ISTI - CNR; Первоначально MeshLab был создан в качестве учебного курса в Университете Пизы в конце 2005 года. Это универсальная система, предназначенная для обработки типичных не очень маленьких неструктурированных 3D-моделей, которые возникают в трехмерном сканирующем конвейере.Автоматические фильтры очистки сетки включают в себя удаление дублированных, неопубликованных вершин, краев без многообразия, вершин и ну23лей.
Ремесленные инструменты поддерживают высокое качество упрощения,основанное на квадратичной ошибке, различных типах поверхностей разбиенияи двух алгоритмах поверхностной реконструкции от точечных облаков, основанных на методе шарового шарнира и на методе реконструкции поверхностиПуассона. Для удаления шума, обычно присутствующего на приобретенныхповерхностях, MeshLab поддерживает различные типы сглаживающих фильтров и инструменты для анализа кривизны и визуализации.Он включает в себя инструмент для регистрации нескольких карт диапазонана основе итерационного алгоритма ближайшей точки.
MeshLab также включает интерактивную прямую систему рисования на сетке, которая позволяет интерактивно изменять цвет сетки, определять выборки и напрямую сглаживатьшум и небольшие функции.MeshLab доступен для большинства платформ, включая Windows, Linux,Mac OS X и с ограниченными функциональными возможностями на iOS иAndroid и даже в качестве чистого клиентского приложения JavaScript подназванием MeshLabJS. Система поддерживает ввод / вывод в следующих форматах: PLY, STL, OFF, OBJ, 3DS, VRML 2.0, U3D, X3D и COLLADA. MeshLabтакже может импортировать облака точек, восстановленные с помощьюPhotosynth.1.1.19 MeshmixerMeshmixer – программа 3D-печати для просмотра, проверки, редактирования и ремонтирования STL-файлов.
Данная программа имеет продвинутыйфункционал для выявления потенциальных проблем и автоматического их исправления. Например, она покажет стенки недостаточной толщины, которыемогут привести к проблемам при 3D-печати. Meshmixer является частью семейства программного обеспечения 3D-принтеров Autodesk, поэтому имеет профессиональные возможности работы в связке с инструментами вродеTinkerCAD.241.1.20 OctoPrintOctoprint – это программа-хост для 3D-принтера, которая позволяет запускать, приостанавливать или прерывать задания на 3D-печать (рис.
15). В сочетании с устройствами, поддерживающими Wi-Fi, она служит отличным монитором для удаленного наблюдения за процессом 3D-печати.Рисунок 15 – Пользовательский интерфейс ПО OctoprintOctoprint понимает G-коды практически всех 3D-принтеров и слайсеров ивключает в себя gCodeVisualizer для визуализации этого кода перед печатьюили во время нее.1.2 Сравнительный анализ программ-слайсеровПри всем многообразии выбора, нельзя назвать идеальную программуслайсер, удовлетворяющую абсолютно всем требованиям любого пользователя.Ниже, в таблице 1, представлен сравнительный анализ разобранных ранеепрограмм-слайсеров.25Таблица 1 – Сравнительный анализ программ-слайсеровПрограммыслайсерыИнтуитивно понятныйинтерфейсCuraCraftWare123DCatch3D SlashTinkerCAD3DTinSculptrisViewSTLNetfabbBasicRepetierFreeCAD++-SketchUp3D-ToolMeshfixSimplify3DSlic3rBlenderMeshLabMeshmixerOctoPrintСоздаватьвекторныефигуры в 2Dи преобразовывать их втрехмерныемоделиСпособность анализировать, «чинить» и редактировать STLфайлыОткрытыйисходходныйкод--+-Возможможностьдинамическогозаданиятолщины слоямодели-+++-+++--+++-+++Возможность изменениясгущениясетки пообластяммоделиГенерацияподдержеквручную-----+-----+----++++++---++++-+++++-+-+---+---С учетом многообразия потребностей можно сказать, что, в целом, можноподобрать подходящий слайсер, однако существуют некоторые проблемы, которые не может решить ни один из них на данный момент, такие как невозможность динамического задания толщины слоя, так как толщина слоя задается однократно без возможности изменения в зависимости от геометрии модели;внутреннее заполнение также не учитывает геометрические особенности моде26ли и никаким образом не участвует в повышении соотношения прочностьпрактичность, из-за задания внутреннего заполнения пользователем.
Данныепроблемы будут рассмотрены более подробно в главе 3.1.3 Технологии 3D печатиНа следующем этапе, рассмотрим следующие технологии 3D печати, ихособенности, преимущества и недостатки [5]: масочная стереолитография (SGC); технология многоструйного моделирования (MJM); цветная струйная печать (CJP); цифровая светодиодная проекция (DLP); струйная трехмерная печать (3DP); выборочное лазерное спекание (SLS); выборочная лазерная плавка (SLM); стереолитография (SLA); выборочное тепловое спекание (SHS); изготовление объектов методом ламинирования (LOM); электронно-лучевая плавка (EBM); прямое лазерное спекание металлов (DMLS); производство электронно-лучевой плавкой (EBFȝ); моделирование методом послойного наплавления (FDM); технология Ламинирование методом селективного осаждения (SDL).1.3.1 Масочная стереолитография (SGC)Масочная стереолитография (SGC) – метод аддитивного производства, вомногом схожий с технологией печати методом цифровой светодиодной проекции (DLP).
Технология была разработана и внедрена на рынок израильскойкомпанией Cubital Ltd в 1986 году (рисунок 16).27Технология основана на нанесении тонких слоев фотополимерной смолы споследующим облучением материала ультрафиолетовым светом. Облучениепроисходит по физическому фотошаблону или «маске» соответствующего контура. Облучение приводит к полимеризации (затвердеванию) материала, послечего лишний материал удаляется из рабочей зоны, а полости заполняются легкоплавким воском. При необходимости производится механическая обработкаповерхности, после чего производственный цикл повторяется.
По завершениипостроения модели воск выплавляется, оставляя готовую модель, не требующую дополнительного облучения в ультрафиолетовой печи для полной полимеризации [17].Рисунок 16 – FTI принтер 3D Systems V-Flash FTI 230В качестве расходных материалов используются фотополимерные смолы.Подбор подходящего материала может потребовать определенного вниманияввиду технологических особенностей производства – при необходимости механической обработки полимер должен обладать соответствующими характеристиками.
Как правило, используются фотополимеры, напоминающие по прочности и вязкости ABS-пластик.28Основным преимуществом SGC является отсутствие необходимости в построении поддерживающих структур, как в случае с такими стереолитографическими методами, как SLA или DLP. В дополнение к высокому разрешениюпо горизонтали, механическая обработка каждого наносимого слоя позволяетдобиваться высокой точности по оси Z. Наконец, технология отличается достаточно высокой производительностью за счет одновременного облучения целыхслоев.Среди недостатков следует отметить достаточно высокую шумность ибольшое количество отходов, повышающее себестоимость печати. Сами жеустановки достаточно дороги ввиду сложности конструкции.
В последнее время метод SGC почти не используется, а его вариация FTI стала практически неотличима от цифровой светодиодной печати (DLP) ввиду внедрения цифровыхпроекторов.1.3.2 Технология многоструйного моделирования (MJM)Технология много струйного моделирования (MJM) – фирменный метод аддитивного производства, запатентованный компанией 3D Systems.
Технологияиспользуется в линейке профессиональных принтеров ProJet.Технология много струйного моделирования сочетает черты таких методов3D- печати, как струйная трехмерная печать (3DP), моделирование методом послойного наплавления (FDM/FFF) и стереолитография (SLA) [17]. Построениеслоев производится с помощью специальной печатной головки, оснащенноймассивом сопел. Количество сопел в существующих моделях принтеров варьируется от 96 до 448.Печать производится термопластиками, восками и фотополимерными смолами.
В первых двух случаях материалы затвердевают за счет постепенногоохлаждения. В случае печати фотополимерами, каждый нанесенный слой обрабатывается ультрафиолетовым излучателем для полимеризации (затвердевания).29MJM позволяет создавать опоры нависающих элементов моделей из относительно легкоплавкого воска. В случае использования вспомогательных восковых структур, по окончании печати готовая модель помещается в печь(встроенную или отдельную) и нагревается до температуры порядка 60°С длявыплавки воска.Технология позволяет добиваться исключительно высоких показателей точности, сравнимых с лазерной стереолитографией (SLA) – минимальная толщина наносимого слоя может составлять 16 микрон, а разрешение печати в горизонтальной плоскости достигает 750х750х1600 DPI.Ранние модели MJM принтеров использовали обыденные термопластики.Развитие и совершенствование фотополимерных материалов привело к постепенной замене термопластиков фотополимерными смолами и восками.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
