Фото 3д принтера: Литофания или как сделать фото на 3D принтере

Классификация 3D принтеров (7 технологий 3D печати) / ХабрНа хабре уже были статьи о технологиях печати, которые используют 3D принтеры, однако в данной статье я постарался подойти к вопросу системно, чтобы в голове у читателя сложилась четкая картина о том, какие принципы заложены в технологии 3D печати, какие материалы используются и в конечном итоге какую технологию лучше использовать для получения определенного результата, будь то деталь из титана, или мастер-модель для последующего тиражирования.
Статья основана на книге Fabricated: The New World of 3D printing

I. Те которые что-то выдавливают или выливают или распыляют

1) FDM (fused deposition modeling) принтеры которые выдавливают какой-то материал слой за слоем через сопло-дозатор, не буду расписывать подробно, мы про них все знаем. Все мэйкерботоподобные принтеры + принтеры Stratasys + различные кулинарные принтеры (используют глазурь, сыр, тесто) + медицинские которые печатают “живыми чернилами” (когда какой-либо набор живых клеток помещается в специальный медицинский гель которые используется далее в биомедицине)

2) Технология Polyjet , была изобретена израильской компанией Objet в 2000 г. в 2012 их купили Stratasys. Суть технологии: фотополимер маленькими дозами выстреливается из тонких сопел, как при струйной печати, и сразу полимеризуется на поверхности изготавливаемого девайса под воздействием УФ излучения. Важная особенность, отличающая PolyJet от стереолитографии, является возможность печати различными материалами.
Преимущества технологии: а) толщина слоя до 16 микрон (клетка крови 10 микрон) б) быстро печатает, так как жидкость можно наносить очень быстро. Недостатки технологии: а) печатает только с использованием фотополимера — узко-специализированный, дорогой пластик, как правило, чувствительный к УФ и достаточно хрупкий.
Применение: промышленное прототипирование и медицина

3) LENS (LASER ENGINEERED NET SHAPING)
Материал в форме порошка выдувается из сопла и попадает на сфокусированный луч лазера. Часть порошка пролетает мимо, а та часть, которая попадает в фокус лазера мгновенно спекается и слой за слоем формирует трехмерную деталь. Именно по такой технологии печатают стальные и титановые объекты.
Поскольку до появления этой технологии печатать можно было только объекты из пластика, к 3D печати особенно серьезно никто не относился, а эта технология, открыла двери для 3D печати в “большую” промышленность. Порошки различных материалов можно смешивать и получать таким образом сплавы, на лету.
Применение: например, титановые лопатки для турбин с внутренними каналами охлаждения. Производитель оборудования: Optomec

4) LOM (laminated object manufacturing)
Тонкие ламинированные листы материала вырезаются с помощью ножа или лазера и затем спекаются или склеиваются в трехмерный объект. Т.е. укладывается тонкий лист материала, который вырезается по контуру объекта, таким образом получается один слой, на него укладывается следующий лист и так далее. После этого все листы прессуются или спекаются.
Таким образом печатают 3D модели из бумаги, пластика или из алюминия. Для печати моделей из алюминия используется тонкая алюминиевая фольга, которая вырезается по контуру слой за слоем и затем спекается с помощью ультразвуковой вибрации.

II. Те которые что-то спекают или склеивают

1) SL (Stereolithography) Стереолитография.
Есть небольшая ванна с жидким полимером. Луч лазера проходит по поверхности, и в этом месте полимер под воздействием УФ полимеризуется. После того как один слой готов платформа с деталью опускается, жидкий полимер заполняет пустоту далее запекается следующий слой и так далее. Иногда происходит наоборот: платформа с деталью поднимается вверх, лазер соответственно расположен снизу…
После печати таким методом, требуется постобработка объекта — удаление лишнего материала и поддержки, иногда поверхность шлифуют. В зависимости от необходимых свойств конечного объекта модель запекают в т.н. ультрафиолетовых духовках.
Фотополимер зачастую бывает токсичным поэтому при работе с ним нужно пользоваться средствами защиты и респираторами. Содержать и обслуживать такой принтер дома — сложно и дорого
Преимущества: быстро и точно, точность до 10 микрон. Для спекания фотополимера достаточно лазера от Blu-ray проигрывателя, благодаря чему на рынке появляются дешевые при этом точные принтеры работающие по такой технологии (e.g. Form1).

2) LS (laser sintering)
Лазерное спекание. Похоже на SL, только вместо жидкого фотополимера используется порошок, который спекается лазером.
Преимущества: а) менее вероятно, что деталь сломается в процессе печати, так как сам порошок выступает надежной поддержкой б) материалы в порошковой форме довольно легко найти в продаже в том числе это могут быть: бронза, сталь, нейлон, титан
Недостатки: а) поверхность получается пористая б) некоторые порошки взрывоопасны, поэтому должны храниться в камерах, заполненных азотом в) спекание происходит при высоких температурах, поэтому готовые детали долго остывают, в зависимости от размера и толщины слоев, некоторые предметы могут остывать до одного дня.

3) 3DP (three dimensional printing)
Технология изобретена в 1980 году в MIT студентом Paul Williams, технология была продана в несколько коммерческих организаций, одна из которых — zCorp, в настоящее время поглощена 3D Systems.
На материал в порошковой форме наносится клей, который связывает гранулы, затем поверх склеенного слоя наносится свежий слой порошка, и так далее. На выходе, как правило, получается материал sandstone (похожий по свойствам на гипс)
Преимущества: а) так как используется клей, в него можно добавить краску и таким образом печатать цветные объекты б) технология относительна дешевая и энергоэффективная в) можно использовать в условиях дома или офиса в) можно печатать использовать порошок стекла, костный порошок, переработанную резину, бронзу и даже древесные опилки. Используя похожу технологию можно печатать съедобные объекты например из сахара или шоколадного порошка. Порошок склеивается специальным пищевым клеем, в клей может добавляться краситель и ароматизатор. Как пример, новые 3D принтеры от компании 3D systems, которые были продемонстрированы на CES 2014 — ChefJet и ChefJet Pro
Недостатки: а) на выходе получается достаточно грубая поверхность, с невысоким разрешение ~ 100 микрон б) материал нужно подвергать постобработке (запекать), чтобы придать ему необходимые свойства.

Надеюсь материал будет для вас полезен.
Дополнения принимаются.

3D-модели для 3D-печати и не только: тoп сайтов

Всем привет. Сайт materialise недавно опубликовал статью, в которой рассказал про общедоступные базы 3D-моделей в сети. Я решил, что эта информация не будет лишней и на 3Dtoday. В подборке сайты как с 3D-моделями, оптимизированными для 3D-печати, так и просто с 3D-дизайнами, которые можно в любой момент перегнать в доступный Вам формат.

Итак, понеслось:

Cults 3D

Cults 3D предлагает своим пользователям широкий диапазон 3D-моделей — от любительских 3D-дизайнов и до профессиональных моделей высокого качества. На ресурсе каждый 3D-дизайн рассортирован по различным категориям: мода, искусство, ювелирные изделия, дома, архитектура, гаджеты и т.д.. Сочетание современного визуального интерфейса, хорошо организованная база данных и сортировка по популярности, полезности и т.д., делает просмотр через веб-сайт очень удобным. Часть моделей можно скачать бесплатно, но за большинство всё-таки придётся заплатить. Резюме:

• модели оптимизированы для 3D-печати: ДА
• доступность: платные и бесплатные
• для кого: любители и профессионалы
• размер базы: 5000 дизайнов
• адрес сайта: https://cults3d.com/

Pinshape

Pinshape предлагает своим посетителям возможность выбора из более чем 13000 (платных и бесплатных) STL файлов. Визуальное оформление проекта и ‘удобность’ поиска 3D-моделей на сайте выполнена на отлично. Резюме:

• модели оптимизированы для 3D-печати: ДА
• доступность: платные и бесплатные
• для кого: любители и профессионалы
• размер базы: 15000 дизайнов
• адрес сайта: https://pinshape.com/

3DShook

DShook похож на Pinshape, хотя 3D-модели больше любительские и для развлечений, чем профессиональные. Большинство моделей платные, но продаются по более низкой цене, чем на большинстве аналогичных ресурсов. Резюме:

• модели оптимизированы для 3D-печати: ДА
• доступность: платные и бесплатные
• для кого: любители
• размер базы: 1500 дизайнов
• адрес сайта: http://www.3dshook.com/

Thingiverse

Thingiverse — детище команды MakerBot, одна из самых больших и самых популярных баз с 3D-моделями. Сайт имеет очень активное сообщество мейкеров и предлагает огромный выбор бесплатных STL файлов. Регистрация на сайте для скачивания моделей не нужна. Резюме:

• модели оптимизированы для 3D-печати: ДА
• доступность: бесплатные
• для кого: любители и профессионалы
• размер базы: 9000 дизайнов
• адрес сайта: http://www.thingiverse.com/

GrabCAD

GrabCAD отличается от вышеперечисленных сайтов. Сайт предлагает в основном технические и инженерные модели не предназначенные для 3D-печати. Так же сайт позволяет фильтровать базу моделей не только по категориям, но и по программам, в которых были созданы проекты. Сайт больше подойдёт для тех, кто ищет инженерные 3D-дизайны. Для доступа к базе и скачивания необходима авторизация.

💡 Хотя модели и не оптимизированы для 3D-печати, покопаться в базах и найти что-то интересное для себя и конвертировать модельку можно всегда.

Резюме:

• модели оптимизированы для 3D-печати: НЕТ
• доступность: бесплатные
• для кого: профессионалы и инженеры
• размер базы: 1230000 CAD проектов
• адрес сайта: https://grabcad.com/.

3D Warehouse

3D Warehouse — база архитектурных, дизайнерских и масштабных моделей. Все дизайны были созданы с помощью популярного программного обеспечения для 3D-моделирования SketchUp. Сайт позволяет сортировать базу данных для поиска моделей для 3D-печати. Необходимо поставить галочка ‘Only Show Printable Models’ в расширенной форме поиска. Большинство моделей может быть оптимизирована для печати через 3DPrintCloud. Резюме:

• модели оптимизированы для 3D-печати: в основном нет, но доступен функционал по поиску моделей для 3D-печати
• доступность: бесплатные
• для кого: любители, профессионалы и инженеры
• размер базы: 43000 моделей для 3D-печати
• адрес сайта: https://3dwarehouse.sketchup.com/

CGTrader

CGTrader содержит отдельную базу 3D-моделей для печати. На данный момент в ней находиться более 13000 моделей. Сайт предлагает много дизайнов для печати ювелирных изделий. Большинство моделей можно скачать бесплатно, за остальные придётся заплатить. Резюме:

• модели оптимизированы для 3D-печати: доступен функционал по поиску моделей для 3D-печати
• доступность: платные и бесплатные
• для кого: любители, профессионалы
• размер базы: 13000 моделей для 3D-печати
• адрес сайта: https://www.cgtrader.com/

Sketchfab

Sketchfab имеет отличную базу 3D-моделей с дизайнами различных персонажей…таких , как животные, скульптуры и т.д.. Больше популярен среди людей, занимающихся игровым дизайном. База имеет подкатегорию ‘printable’, содержащую около 1000 3D-моделей для печати. Резюме:

• модели оптимизированы для 3D-печати: доступна категория моделей для 3D-печати
• доступность: бесплатные
• для кого: любители, профессионалы (печать персонажей)
• размер базы: 1000 моделей для 3D-печати
• адрес сайта: https://sketchfab.com/

TurboSquid

TurboSquid сайт с большинством проектов, не оптимизированных для 3D-печати. По поиску можно найти STL модели для печати (я нашёл 2117 моделей). Кроме того, все модели на TurboSquid платные. Но оставляем его здесь, т.к. моделей много и всегда можно оптимизировать под 3D-печать или найти что-то из уже предложенных вариантов. Резюме:

• модели оптимизированы для 3D-печати: ищем по поиску (к примеру ‘printable 3d models’;)
• доступность: платные
• для кого: любители, профессионалы
• размер базы: более 2000 моделей для 3D-печати
• адрес сайта: http://www.turbosquid.com/

3DExport

3DExport — база похожа на TurboSquid. Предлагает удивительные платные 3D-модели премиум-класса. В дополнение к этому, 3DExport даёт возможность своим пользователям фильтровать модели, оптимизированные под 3D-печать. ещё один плюс — русифицирована! Резюме:

• модели оптимизированы для 3D-печати: есть возможность фильтрации в меню
• доступность: платные
• для кого: любители, профессионалы
• размер базы: более 1000 моделей для 3D-печати
• адрес сайта: https://ru.3dexport.com/

3Dtoday

3Dtoday — Российский портал для любителей и профессионалов в области 3D-печати. Содержит базу бесплатных моделей для 3D-печати. В основном это сборная солянка как с популярных баз данных, так и загруженные модели пользователей ресурса. Так же содержит каталог платных моделей от участников портала. Резюме:

• модели оптимизированы для 3D-печати: да
• доступность: бесплатные и платные
• для кого: любители и профессионалы
• размер базы: более 2900 моделей для 3D-печати
• адрес сайта: http://3dtoday.ru

Поисковик моделей Yeggi — бонус

Yeggi — поисковая система 3D-моделей для печати. Yeggi сканирует все базы данных, упомянутые выше (и многие другие) на наличие файлов 3D. Всем спасибо за внимание. Если у Вас есть ссылки на интересные сайты с базами моделей — пишите в комменты, добавлю в пост.

UPDATE

My Mini Factory

Резюме:

• модели оптимизированы для 3D-печати: да
• доступность: бесплатные и платные
• адрес сайта: https://www.myminifactory.com/ru/

YouMagine.com https://www.youmagine.com/ Viewshape.com (сканы от Artec) https://www.viewshape.com/ Autodesk123D http://www.123dapp.com/Gallery/content/all Fr3dy (дублер thingiverse ?) http://www.fr3dy.com/ tf3dm (есть поиск printable) http://tf3dm.com/search/?printable=1&q=search+13826%2B+3d+models…&format=All+Formats&search=Search https://www.shapetizer.com/- Это бета версия. И больше игрушек и декораций, чем технических моделей. Но ‘мусора’ не много.

http://www.dayin.la/ популярный китайский сайт:

Платные

Threeding (платный, но есть бесплатный раздел)

3dkitbash (платный, но есть бесплатный раздел)

Etsy (платный) https://www.etsy.com/ru/search?q=3d%20printed&order=most_relevant p3d.in (платный) http://p3d.in/gallery/staffpicks Shapeways (!) http://www.shapeways.com/marketplace/.Неподготовленные к печати

https://3dwarehouse.sketchup.com/ http://archive3d.net/ Список из 61 сайта

Мой опыт в 3д печати на заказ.

Наверное как и многие на портале, покупая 3д принтер думал эх размахнусь, буду печатать то да се, размещу принты на авито, денежка маленько капать будет. Хотя бы на расходные материалы.

По факту оказалось все гораздо сложнее.

Перед новым годом пробовал выставить на авито статуэтки курЯт — безуспешно.

Цифры года подкрашены акриловой краской. В итоге курята разошлись на новогодние подарки коллегам супруги :).

Потом были свистки и спиннеры 🙂 По нулям.

Один спиннер себе оставил, второй сыну задарил. Один свисток так же, задарил сыну :).

Общаясь с товарищем у которого по договору гпх подрабатываю программистом, узнал что для своего оборудования прототипы корпусов они печатают на стороне. Есть нарекания как по качеству печати, так и по срокам. Идея родилась сама собой.

Предложил попробовать у меня распечатать модельку. Им как раз надо было распечатать прототип нового корпуса.

Мне и самому было интересно попробовать (до этого не печатал такие крупный и долго печатающиеся модели), а в случае успеха со мной бы за печать рассчитались и я бы забрал на себя печать следующих прототипов.

Печатать решил из PLA, это проще, хоть и чуть дороже. Печатал пластиком prostoplast ‘фиалка’.

Корпуса всего лишь прототипы для обкатки размеров и форм и по большому счету материал значения не имеет. Плюсом пла не так дает усадку, как например абс.

Первой моделью был вот такой корпус, состоящий из 2х частей.

Нижняя (большая) часть была достаточно простой и распечаталась легко, но долго.

Верхнюю часть при всей кажущейся простоте крутил и так, и сяк. В итоге распечатал плашмя, на поддержках.

На печать всего корпуса суммарно ушли почти сутки.

Качество и сроки заказчика устроили.

Прибор в сборе. Разное освещение дало разный цвет. Странные полосы на боковой стенке. Воблинг ? Крышечку синего цвета позже напечатал, с нее не ободрали кайму. Потом был еще один корпус, для нового прибора. Большую часть печатал на поддержках снизу. Заказчик сказал печатать именно так. По опыту печати прошлого корпуса.

Выковыривать поддержки было ‘весело’.

Расчетный вес 214, факт 232.

Верхнюю часть печатал дважды: после первого прототипа доработали модель т.к. нашлись несоответствия модели и платы. А у меня фиолетовый пла закончился. Печатал уже синим пла prostoplast ‘синее море’.

Ну и собственно сам агрегат (прототип платы и прототип корпуса) итого, в сборе.

На боковых поверхностях первого корпуса были полосы, тут распечаталось почти идеально. Как оказалось, напечатать и отработать прототип на 3д принтере гораздо дешевле, чем сразу распечатать мастер модель с которой будут делать форму для литья корпусов. А потом мастер модель перепечатывать, в случае обнаружения несоответствий. Мастер модель печатают не на fdm принтере.

Заказы на 3д печать иногда выстреливают там, где их даже не ждешь. Пусть заказы не большие и достаточно редкие, но это гораздо лучше чем ничего.

90000 3D Printing | Know Your Meme 90001 90002 About 90003 90004 90005 3D Printing 90006 is the practice of creating objects from three-dimensional digital models. Online communities have arisen for 3D printing enthusiasts, including open-source databases where digital models can be downloaded, including Makerbot’s Thingiverse and Defense Distributed’s DEFCAD. 90007 90002 History 90003 90004 In 1983, Chuck Hull invented the process known as stereolithography, which would create solid objects by «printing» thin layers of material on top of one another through lasers and ultraviolet light.Two years later, he founded the company 3D Systems to manufacture 3D printers and other related technologies, specifically for industrial use. By 2000, the Massachusetts Institute of Technology began developing their own 3D printing process, using powders and a binding material. 90007 90004 In 2005, RepRap launched, dedicated to building a printer that would replicate itself. By 2006, the prototype Darwin (shown below, left) successfully printed its first piece. Two years later, personal 3D printers began to be developed by Desktop Factory (shown below, right), which began selling their models at $ 4995 each in 2007.90007 90004 In 2009 founding member of the RepRap foundation Zach «Hoeken» Smith, along with Bre Pettis and Adam Mayer, launched MakerBot Industries, featuring build-it-yourself printers. The company launched on March 15th, 2009 offering a kit containing the pieces to build their first printer model, the CupCake CNC, for $ 750. Approximately a month later, the laser-cut design files were made freely available on the Thingiverse, allowing anyone with access to a laser cutter to build their own MakerBot for free.90007 90002 Online Presence 90003 90004 The 3D printing marketplace and community site ShapeWays was launched on February 18th, 2008. In November of that year, MakerBot launched the Thingiverse website, which served as repository of digital design files for users to share. The website contains designs licensed under the GNU General Public License and Creative Commons, which can be used in a variety of machines including 3D printers, laser cutters and milling machines. In 2010 Thingiverse won an honorable mention in the Digital Communities category at ARS Electronica.On November 21st, 2011, the blog 3DPrinting was launched, featuring news stories related to virtual design and fabrication. 90007 90002 Controversy 90003 90004 On June 4th, 2012 the organization Defense Distributed (DD) was founded by crypto-anarchist Cody Wilson to create an open-source plastic gun. The following month, the organization’s official website was launched, along with an Indiegogo campaign to help fund a project to create a 3D printable gun called the «Wiki Weapon.» Three weeks later, Indiegogo suspended the campaign without comment.DD continued the campaign on its own website and managed to meet its fundraising goal through PayPal and Bitcoin donations. 90007 90024 90025 90004 On December 18th, 2012 Thingiverse removed all listings for firearm and weapons-related designs. The same day, MakerBot released a statement explaining why they began enforcing restrictions on certain types of files: 90007 90028 90004 «MakerBot’s focus is to empower the creative process and make things for good. MakerBot Desktop 3D Printers make innovative products, new tools, models, fashion items, works of art, and 3D things of all types.MakerBot’s Thingiverse website is designed to be the best place to get and share downloadable 3D «Things.» Thingiverse’s Terms of Service state that users agree not to use Thingiverse «to collect, upload, transmit, display, or distribute any User Content (ii) that … promotes illegal activities or contributes to the creation of weapons, illegal materials or is otherwise objectionable. » If an item has been removed, it is because it violates the Thingiverse Terms of Service. «90007 90031 90004 Defense Distributed reacted by launching the website DEFCAD, an alternative to Thingiverse where users can share digital designs for controversial objects like firearms and explosives.The website hosts all files believed to have been removed from Thingiverse and those submitted by users for the Wiki Weapon project. 90007 90002 Highlights 90003 90036 MineWays 90037 90004 Mineways is an open source 3D rendering software program developed by Eric Haines which allows Minecraft players to export their constructed worlds and print them via Shapeways. 90007 90040 90036 MakerLove 90037 90004 MakerLove is a website where 3D print hobbyists can download and test out various adult toy designs.90007 90040 90036 R / C Transformer 90037 90004 Transform Robot is a 3D printed robot engineered by Brave Robotics that transforms from a remote-controlled car into a walking robot with a wifi camera, headlights and an armside dart shooter. 90007 90050 90025 90040 90036 3D Photo Studio 90037 90004 Omote 3D Shashin Kan is a 3D portrait studio located in Tokyo, Japan that uses a handheld scanner to produce a three-dimensional scale model of the model’s entire body, which is then sculpted into a intricate plastic figurine.90007 90040 90036 Prosthetic Limbs 90037 90004 As early as September 2010 Scott Summit (shown below) of Bespoke Innovations began investigating the feasibility of 3D printing prosthetic limbs for amputees. Although the company has yet to produce a complete prototype, it began offering custom-designed, 3D printed coverings known as Fairings which can be placed over standard prosthetics for extra support. Bespoke’s Fairings have been featured on several news publications for their innovation, including Bloomberg Businessweek, Make Magazine and the Telegraph.90007 90004 In August 2012 3D printing company Stratasys released a case study of a toddler named Emma (shown below) who had been using a 3D printed exoskeleton known as the WREX (Wilmington Robotic Exoskeleton Arm) to cope with her arthrogryposis multiplex congenita (AMC) , a congenital disorder which limits one’s joint and muscle movement. While the WREX was at first made out of metal parts, designers Tariq Rahman and Whitney Sample of the Alfred I. duPont Hospital for Children figured out a way to 3D print a lightweight version for Emma, ​​allowing her to use her arms.90007 90064 90025 90040 90036 Car 90037 90004 In November 2010 mechanical engineer Jim Kor unveiled the first prototype of the Urbee, a fully 3D printed automobile with a hybrid engine that runs 200 miles per gallon on the highway and 100 miles per gallon in the city. Kor’s design was featured on Wired that month. In February 2013, Kor announced the Urbee 2, a three-wheeled vehicle designed for two passengers. Kor is also hoping to keep the vehicle’s safety up to the standards of the 24 Hours of Le Mans race reputed for its intense technical scrutiny.90007 90071 90025 90040 90036 Human Stem Cell 90037 90004 In February 2013, Six scientists in the United Kingdom and Scotland successfully printed human stem cells with a «valve-based cell printer» that uses bio-inks to fabricate groups of viable stem cells that retain their ability to become any type of cell in your body. 90007 90040 90036 Bionic Ear 90037 90004 Also in February 2013, a group of engineers at Cornell University began working on a 3D print of a functional human ear using gel made of living cells.On May 2nd, 2013, a separate group of researchers at Princeton revealed a second 3D printed ear made of calf cells, hydrogel and a coiled antenna designed to enhance one’s hearing above human levels. However, it is unknown when this type of bionic devices would actually become feasible for a human transplant. 90007 90040 90036 Firearms 90037 90004 Following 2012’s controversy with Defense Distributed over the creation of a 3D printed gun, Vice released a documentary about Cody Wilson and his company Defense Distributed, where he discussed his motivations and hope for his designs.On May 3rd, 2012 Defense Distributed revealed photos of a functional, 3D-printed handgun known as The Liberator, made almost completely from 3D printed material with the exception of a nail used as a firing pin and a six ounce piece of steel so it could be picked up by metal detectors. On May 5th, Defense Distributed uploaded the first video demonstration of Cody Wilson firing a .380 caliber bullet using the Liberator (shown below). Later that same day, the video was featured in a Forbes article detailing the test firing, followed by similar reports on The Verge, Engadget, TechCrunch, the Daily Dot and CBS News on the next day.90007 90088 90025 90040 90036 Food 90037 90004 On May 21st, 2013, Quartz reported that NASA has granted Systems and Materials Research Corporation (SMRC) a six month, $ 125,000 grant to create a prototype of «universal food synthesizer» using the 3D printing technology. Envisioned by American engineer Anjan Contractor, the ambitious project aims to synthesize food with powders and oils containing basic nutrients, the feasibility of which has been previously demonstrated through his prototype open-source machine capable of printing layers of chocolate (shown below).90007 90095 90025 90004 According to Contractor, the goal is to create 3D-printed food for long distance space missions that would require a shelf life expectancy of more than 15 years, such as human excursions to Mars, as well as to combat world hunger. Though the 3D Pizza project is said to be in conceptual stage, Contractor told Quartz that the printing process will consist of several phases, beginning with the dough layer which would be simultaneously baked by the hot plate underneath, followed by a powdered tomato base layer mixed with water and oil and a protein layer filled with nutrients from animal, milk or plant bases.90007 90040 90002 Search Interest 90003 90002 Know Your Meme Store 90003 90040 90002 External References 90003 .90000 Photogrammetry — 3D scanning with just your phone / camera 90001 90002 Have you ever wished that you could easily 90003 transfer a real object into a digital file? 90004 The technology is here, but most of us simply do not have access to 90003 high-end 3D scanners 90004 that can reconstruct the digital geometry of a physical model. Not to mention that some objects can be way too 90003 big 90004 for any traditional 3D scanner. However, there is another, much cheaper way to create 3D models corresponding to real-world objects.90009 90010 What is photogrammetry? 90011 90002 90003 Photogrammetry 90004 90003 90004 (or 90003 SFM 90004 — Structure From Motion) is a process that estimates the three-dimensional coordinates of surface points using pictures of a single physical object taken from different angles. At least that’s the 90003 oversimplified 90004 one-line explanation. You take a bunch of pictures of the object 90003 from all possible directions, 90004 then you use these photos as an input for a specialized software.This software will look for features that are visible in multiple pictures and try to guess from which point was the picture taken. Knowing the camera positions and orientations, it creates a 3D point that corresponds to the 2D feature on the photo (basically a pixel). Ideally, you’d get a finished 3D mesh as an output. But often it might be better to process the reconstructed points into a mesh manually for much better results. 90009 90002 90009 90010 Software 90011 90002 The list of available photogrammetry software is pretty long.The problem is that most of the programs are either very 90003 expensive 90004 or limited in features in the free version. Some programs even offer cloud-based computation, which is handy, but further increases the cost. 90009 90002 We tried to pick the best 90003 free 90004 software: 90009 90036 90037 Colmap (Win / Mac / Linux) — will be used in this article 90038 90037 3DF Zephyr (Win) — Free with the limitation of max 50 photos 90038 90037 Visual SFM (Win / Mac / Linux) 90038 90043 90002 We will also need some kind of software for post-processing of the output data.The choice is pretty easy here — Meshlab. 90045 The computation is fairly demanding on the hardware. Running it on an old laptop might not be feasible as the computation times would get extremely long. Many applications also depend on the NVIDIA CUDA interface (Colmap), which does not run on AMD graphics cards. 90009 90010 Taking pictures for photogrammetry 90011 90002 90009 90002 Obviously, you’ll need a 90003 camera 90004. A smartphone camera will work just fine, but if you have a DSLR, it’s even better.If you’ll be using DSLR, crank the aperture to at least 7-8 to increase sharpness and to avoid shallow depth of field. 90009 90002 You’ll want to capture 90003 at least 20 pictures 90004. During our testing, we often shot 90003 50-80 90004 pictures to capture every detail. Keep in mind, that some pictures might get discarded if the program does not find enough similarities with other pictures. 90009 90061 90037 Move around the target object in circles. 90003 Do not move the object or its surroundings between pictures.90004 90038 90037 Overlap! You want to have each part of the model captured by at least 2 pictures. Ideally, you’d have about 60-80% overlap in succeeding pictures. 90038 90037 90003 Avoid hard shadows 90004, use diffuse lighting or take the pictures outside on a semi-cloudy day. 90038 90037 The object should make a significant portion of each image. 90038 90037 Avoid moving targets (e.g. pets, unless they are sleeping). 90038 90037 90003 Avoid very glossy or transparent targets 90004.(More on this later) 90038 90080 90002 Ideal targets for photogrammetry are textured or rough items (statues). If it’s an option, you can cover glossy or transparent objects with powder (flour) to avoid reflections. Or cover the glossy surface with a painters tape. 90009 90002 Advanced users can also capture a video of the target and then convert it into individual frames. In this case, keep the shutter speed high (e.g. 1/80) to avoid blurry frames. 90009 90002 90086 90087 90009 90010 Reconstructing geometry from photos 90011 90002 We suggest creating a folder that will hold all the files for a single reconstruction.Inside that folder create another folder called «Photos» and place all your pictures here. Quickly go through the photos and delete any blurry ones. We’ll be using 90003 Colmap 90004 on Windows 10 for the reconstruction. 90009 90061 90037 Launch Colmap using Colmap.bat 90038 90037 From the top menu choose 90003 Reconstruction — Automatic reconstruction 90004 90038 90037 Set the 90003 Workspace folder 90004, this folder will be used for storing reconstruction calculations and the output mesh 90036 90037 Create another directory next to the Photos folder for this purpose 90038 90043 90038 90037 Set the Image folder the 90003 Photos 90004 folder containing all your pictures 90038 90037 You can leave the Vocabulary tree empty, alternatively, you can download and use one from this download page 90038 90037 Keep the Data type as Individual images or change it to Video frames if you created the pictures from video 90038 90037 Change the quality to 90003 Medium 90004 90036 90037 You can try 90003 High 90004 quality, but in our experience, Colmap crashes very often with this setting 90038 90043 90038 90037 Leave other settings with default values ​​and hit 90003 Run 90004 90038 90037 This process may take anywhere from 5 minutes to seemingly eternity depending on the number of photos and specs of your PC 90038 90080 90002 When Colmap finishes the reconstruction, you’ll be presented with a reconstructed view of the scene and estimated positions of the camera.90009 90002 90009 90002 90140 Colmap set-up and finished view of the reconstructed scene 90141 90009 90010 Colmap output 90011 90002 As an output Colmap creates 2 files that we’re interested in, 90003 fused.ply 90004 and 90003 meshed.ply 90004. You’ll find them in a subfolder in the workspace folder you created before (Workspace folder / dense / 0 /). 90003 Meshed.ply 90004 is, as the name suggests, an already triangulated mesh. Colmap is not the greatest at creating meshes from the tracked data, but if you want to save yourself some work, the mesh is definitely usable.90003 PLY 90004 can be easily 90003 converted to STL 90004 in Meshmixer or Meshlab, for example. However, it’s 90003 not 90004 a good idea to try printing this mesh directly. All meshes created by 3D scanning or photogrammetry usually contain 90003 a lot of errors 90004 and lack the flat base that could be easily placed on the print bed. Follow our guide on 90003 repairing corrupted 3D models 90004 and 90003 cutting models 90004 to learn how to fix these problems. Also, keep in mind that the 90003 scale 90004 of the scanned object 90003 will be pretty much random 90004, so adjust it accordingly.90009 90002 The second file is the more interesting one. The 90003 fused.ply 90004 file contains a so-called 90003 point cloud 90004. It’s just a set of points in space, no triangles and therefore no mesh. We’ll have to create the mesh ourselves, it’s an extra work, but the result is usually much better. 90009 90010 Creating mesh from point cloud data 90011 90061 90037 Open 90003 Meshlab, 90004 Select 90003 File — Import Mesh 90004 and choose the 90003 fused.ply 90004 file 90038 90037 You’ll be presented with the captured scene made from 3D points 90038 90037 Pick the 90003 Select vertexes 90004 tool from the main toolbar (top) and use it to select all points you wish to delete 90036 90037 The tool works as a box selection, hold down the left mouse button to create a selection 90038 90037 You can hold Ctrl to add more vertexes to already selected ones 90038 90043 90038 90037 Click on the 90003 Delete vertices 90004 button in the main toolbar.Selected vertices will disappear 90038 90037 Repeat steps 3-4 until you’re left with 90003 just the points you want to use for creating the mesh 90004 of the scanned object 90038 90037 Select 90003 Filters — Remeshing, Simplification and Reconstruction — Screened Poisson Surface Reconstruction 90004 90036 90037 The 90003 Reconstruction Depth 90004 has a major effect on the final result. Values ​​between 90003 13-15 90004 usually look the best and take a reasonable time to compute 90038 90037 Other settings usually work best at default values, but feel free to experiment with them 90038 90043 90038 90037 Hit 90003 Apply 90004 to create a Mesh 90038 90037 The edges of your model will usually end as a weird shape or even curl up and create a huge blob.90036 90037 Similarly to selecting and deleting vertices, you can do the same with triangles using the 90003 Select in triangular region 90004 and 90003 Delete faces 90004 tools from the main toolbar 90038 90043 90038 90037 Select 90003 File — 90004 90003 Export Mesh 90004 90036 90037 If you want to be able to share the scan in 90003 digital form with the texture 90004, use formats such as PLY, 3DS or OBJ 90038 90037 For 3D printing pick 90003 STL 90004 90038 90043 90038 90080 90010 Tips for improving your reconstructed model 90011 90002 Here are some more tips to get rid of some imperfections and to improve your reconstructed model in Meshlab: 90009 90061 90037 90003 Smooth 90004 your model from the menu 90003 Filters — Smoothing, Fairing and Deformation — Laplacian Smooth 90004 90036 90037 Try increasing the 90003 Smoothing steps 90004 value to 90003 8-15 90004 90038 90037 You can repeat this process as many times as you like, however smoothing your model too much will get rid of valuable detail 90038 90043 90038 90037 To get rid of extra faces often generated by reconstruction, you can choose 90003 Filters — Selection — Select Faces with edges longer than … 90004 90036 90037 Tick 90003 preview 90004 90038 90037 Change the 90003 Edge threshold 90004 value so the vast majority of the faces you want to delete are selected, but all faces you want to keep are still unselected 90038 90043 90038 90037 If your model has 90003 a huge number of vertices and faces 90004, it can be hard to work with, not to mention slicing, which would take forever.Decrease their amount using 90003 Filters — 90004 90003 Smoothing, Fairing and Deformation — Quadric Edge Collapse Decimation 90004 90036 90037 Set the desired number of faces 90038 90037 Anything above 1 million faces is definitely overkill. Even 100k faces are usually more than enough 90038 90043 90038 90080 90010 Examples 90011 90303 Statues 90304 90002 90003 Statues are perfect for photogrammetry 90004. Their surface is rough, unable to cast any reflections. There are lots of details and features to be tracked by the software.Statues are usually 90003 too big 90004 for traditional 3D scanners not to mention the inconvenience of carrying a 3D scanner outside and trying to set it up there. But with photogrammetry it’s easy, just grab your camera and start taking pictures. However, as they are usually placed outside, there are a few things to keep in mind. Try to 90003 avoid having moving targets in your picture. 90004 If there are people walking by, let them pass and in the meantime take pictures from the directions where people are not visible.If possible, wait for a cloud to block the sun, so that there are no hard shadows. 90009 90002 90009 90002 90140 90141 90009 90002 90140 The Sitting Woman statue by Václav Bejček from 1967 the reconstructed 3D model (check the 3D view on Sketchfab), and the printed version 90141 90009 90303 Baby Groot 90304 90002 Scanning a 3D print might seem stupid, using the original STL file is obviously much better. But it’s a good 90003 benchmark 90004 of this technique, we can easily compare the reconstructed model to the original STL used for print.Another legit reason to use photogrammetry to digitize 3D print is if you hand painted it and want to share the model with the hand painted texture. 90009 90002 As you can see in the 3D view below, in terms of geometry, there is an obvious loss of quality. That said, most of the features were successfully reconstructed and with a couple of small touch-ups, the model would look pretty good. And the texture is a nice touch as well. 90009 90002 90140 Press I and select Matcap to hide the texture and compare just the geometry of the models 90141 90009 90010 Ping Pong Paddle — dealing with glossy surfaces 90011 90002 Reconstructing a ping pong paddle was pretty easy with one exception.The two big surfaces (the ones that hit the ball) have 90003 no details 90004 to be recognized by the software and to make matters worse, they are 90003 glossy 90004. As the camera circles around the paddle, the glossy surface changes in appearance and reflects surrounding light sources. This results in barely any points being reconstructed on this surface. This will ultimately lead to 90003 incorrect mesh shape 90004. To prevent this from happening, some detail has to be added to these surfaces.That can be easily done with for example 90003 painters tape 90004. 90003 90004 Stick a few stripes of it over glossy surfaces to avoid reflections and create a matte textured look. In the 3D view, you can see the difference this quick hack made. 90009 90010 Glass — transparent surfaces 90011 90002 Similarly to glossy surfaces, transparent objects are a problem. Sharp edges may be captured by the photogrammetry software, but smooth transparent areas will be completely ignored, which will lead to incomplete data for mesh reconstruction.Again, you can use painters tape to cover these surfaces. Alternatively, you can use water dissolvable colors with a sprayer and dirty up the glass. 90009 90002 90009 90010 Conclusion 90011 90002 Meshes created by photogrammetry can easily 90003 outperform cheap 3D scanners 90004. You can recreate 90003 huge 90004 objects that would be nearly impossible to capture with traditional 3D scanning tools. It’s 90003 extremely affordable 90004 and chances are that you 90003 already have everything you need 90004 for photogrammetry — a camera (smartphone) and somewhat powerful PC.And it does not have to end with reconstructing a statue. Do you own a drone? Take a few pictures, reconstruct, and print your house. So … 90009 90002 Is photogrammetry 90003 a viable 3D scanning tool? 90004 Definitely 90003 YES 90004. Should you print reconstructed models without any touch-ups? Probably not. 90009 90002 Just like any other 3D scanning technique, the final mesh will not be perfect. Some areas might be missing details, flat surfaces may not turn out completely flat, the mesh may contain holes, non-manifold edges or other errors.However, if you’re able to fix these problems, the final result will be well worth the time. 90009 90375 Sources 90376 90002 Schonberger, Johannes Lutz and Frahm, Jan-Michael, 90140 Structure-from-Motion Revisited. 90141 University of North Carolina at Chapel Hill, Eidgenossische Technische Hochschule Zurich. 90009 90002 All3DP — Autodesk 123D Catch Review 90009 .