3D skenování a 3D tisk – Nástroje, které mohou ušetřit statisíce

Tags: 3D skenování | 3D tisk | CADservis | Jiří Tomíček | Zakázky

Po­měr­ně nová ob­last 3D tech­no­lo­gií se do­stá­vá v po­sled­ních le­tech ke slovu hlav­ně v ino­vač­ních fir­mách a start-upech. Tyto tech­no­lo­gie se ale dají ve­li­ce jed­no­du­še po­u­ží­vat a po­má­ha­jí v růz­no­ro­dých, nejen stro­jí­ren­ských, od­vět­vích.

Abychom vám při­blí­ži­li po­u­ži­tí a mož­nos­ti 3D tech­no­lo­gií, vy­zpo­ví­da­li jsme Ji­ří­ho To­míč­ka, ma­ji­te­le Cad­ser­vi­su, který viděl ob­rov­ský po­ten­ci­ál 3D tisku a 3D ske­no­vá­ní už v roce 2013.

Pane To­míč­ku, kde jste při­šel k myš­len­ce roz­vo­je 3D tech­no­lo­gií v Cad­ser­visu? Proč jste se jim roz­ho­dl vě­no­vat?
Myš­len­ka byla ta­ko­vá, že Cad­ser­vis na­bí­zí kom­plet­ní ře­še­ní. V roce 2001 jsme za­ča­li dělat vše pro pro­jek­tan­ty, od soft­ware přes po­čí­ta­če až po papír do plot­ru. Ta­ko­vé stej­né kom­plet­ní ře­še­ní jsme chtě­li za­jis­tit i pro stro­ja­ře, když jsme za­ča­li dis­tri­bu­o­vat stroj­ní soft­ware ZW3D. Au­to­ma­tic­ky tedy k tomu vy­ply­nu­ly další pro­duk­ty jako právě 3D ske­no­vá­ní, 3D tisk, 3D mě­ře­ní či ob­rá­bě­ní.

Od kdy kon­krét­ně se Cad­ser­vis vě­nu­je 3D tisku a 3D ske­no­vá­ní?
První za­káz­ku na 3D tisk jsme od­ba­vi­li v roce 2014, kdy jsme pro firmu Alfa Plas­tik tisk­li pře­prav­ku 40×60 cm. Tu jsme sklá­da­li ze 16 kusů vý­tis­ků. Bylo to úsměv­né po­rov­ná­ní s dneškem. No a ta­ko­ví jsme – pouš­tí­me se "po hlavě" do toho, co nikdo ne­chce dělat.
Stej­né to bylo i s 3D ske­no­vá­ním. S tím jsme za­ča­li v roce 2016 po pře­stě­ho­vá­ní do Os­t­rav­ské­ho are­á­lu MSIC. Po ske­no­vá­ní růz­ných in­ter­ních drob­nos­tí jsme se hned, opět "po hlavě," pus­ti­li do pro­jek­tu ske­no­vá­ní ul­tra­leh­ké­ho le­ta­dla GP ONE. Kou­pi­li jsme ske­ner a ske­no­va­lo se. Cel­kem se ske­no­va­lo 220 sou­čás­tek růz­ných ve­li­kos­tí a pro­jekt ske­no­vá­ní le­ta­dla trval při­bliž­ně rok.

V čem vlast­ně spo­čí­vá ske­no­vá­ní, jak tato tech­no­lo­gie fun­gu­je?
Ske­ner pře­ná­ší obraz re­ál­né sou­část­ky do di­gi­tál­ní po­do­by mo­de­lu. Z této di­gi­tál­ní po­do­by se re­mo­de­lu­je 3D model, který se dá vy­u­žít pak pro ob­rá­bě­ní, 3D tisk, di­gi­tál­ní dvoj­ča­ta a různé další vy­u­ži­tí.
Tech­nic­ky to pro­bí­há velmi jed­no­du­še, pro­jek­tor pro­mí­tá na ten ske­no­va­ný ob­jekt nej­čas­tě­ji řád­ko­vou struk­tu­ru, ta­ko­vý mi­li­me­t­ro­vý papír. Toto pro­mí­tá­ní sní­ma­jí ka­me­ry, které vy­hod­no­tí vzdá­le­nos­ti mří­žek. Tím pádem ka­me­ry sní­ma­jí všech­ny tyto vzdá­le­nos­ti, z toho vzni­ká tzv. mrač­no bodů. U mi­li­o­nů bodů, které jsou za­zna­me­ná­ny, se za­pi­su­jí je­jich sou­řad­ni­ce YXZ. Do po­čí­ta­čo­vé­ho soft­ware se tedy na­hrá­va­jí tyto jed­not­li­vé sou­řad­ni­ce. Mo­de­lář pak po­mo­cí 3D soft­ware body načte a vy­kres­lí. Proto ske­no­vá­ní lze pro­vá­dět jen za sní­že­né vi­di­tel­nos­ti, tedy ne za pl­né­ho svět­la. Ide­ál­ně aby měla míst­nost, ve které se ske­nu­je, 21 stupňů, aby tam nikde nic ne­vib­ro­va­lo a ne­bli­ka­lo. I zr­ca­dla či zá­řiv­ky by mohly dělat pro­blémy. My o těch­to pro­blé­mech víme a mů­že­me pak naše zá­kaz­ní­ky na toto při­pra­vit.

Jaké bývá ty­pic­ké za­dá­ní za­káz­ky?
Opra­vy, re­kon­struk­ce – vý­ro­bek bez do­ku­men­ta­ce.
Nej­čas­těj­ší je ur­či­tě opra­va sou­čás­tek stro­jů nebo zdo­ku­men­to­vá­ní vý­rob­ku, který nemá do­ku­men­ta­ci. Ty­pic­ky třeba forma na plech. Tu do­ve­zou do pro­vo­zu, kde udě­la­jí tes­to­va­cí vý­ro­bek, zjis­tí, že to není ide­ál­ní a tu formu si pak sami fy­zic­ky upra­ví a změní tvar formy. Jenže pak už není 3D model této re­ál­né fun­gu­jí­cí formy, a to je ten mo­ment kdy je třeba tuto funkč­ní formu na­ske­no­vat.
Do­ku­men­to­vat se dá také pro­stor, ob­zvláš­tě pro různé ino­va­ce. Na za­čát­ku le­toš­ní­ho roku jsme ske­no­va­li ná­klad­ní pro­stor auta pro vý­ro­bu spací ve­stav­by.
3D sken se dále také vy­u­ží­vá pro ar­chi­va­ci, ať už růz­ných ná­pi­sů, ce­lých pa­má­tek, soch až po celé po­sta­vy lidí. Dá se také ne­chat si na­ske­no­vat celou ro­di­nu, tu si pak třeba vy­tisk­nout na 3D tis­kár­ně. Teď plá­nu­je­me třeba udě­lat ze za­měst­nan­ců firmy fi­gur­ky na ša­chov­ni­ci.

Jaký je pro­ces zpra­co­vá­ní za­ká­zek na 3D ske­no­vá­ní a 3D tisk?
Ob­vykle nás zá­kaz­ník kon­tak­tu­je, vět­ši­nou na re­fe­ren­ce ně­ja­ké naší pro­běh­lé za­káz­ky. Ná­sled­ně zjis­tí­me přes­né za­dá­ní a po­drob­nos­ti. Dů­le­ži­té je, jest­li se může ske­no­vá­ní pro­vá­dět u nás ve firmě nebo mu­sí­me my vyjet ske­no­vat k zá­kaz­ní­ko­vi. U nás na firmě máme ke ske­no­vá­ní ide­ál­ní pod­mín­ky a pro za­cho­vá­ní co nejmen­ší od­chyl­ky, pokud to lze, ra­dě­ji si ne­chá­vá­me díl k na­ske­no­vá­ní po­slat.
Po kon­t­ro­le za­dá­ní pak za­káz­ku na­ce­ní­me.
Pokud nám zá­kaz­ník může sou­část­ku k na­ske­no­vá­ní za­slat, pak tuto sou­část­ku ske­nu­je­me v ide­ál­ním pro­stře­dí s od­chyl­kou jen 0,05 mm. Na­ske­nu­je­me si před­běž­ný model po­mo­cí pro­fe­si­o­nál­ních 3D ske­ne­rů, dále pak před­běž­ný model pře­ve­de­me a na­hrá­vá­me do ZW3D, kde při­chá­zí na řadu pro­ces mo­de­lo­vá­ní. Dále pro­bí­há in­ten­ziv­ní ko­mu­ni­ka­ce se za­da­va­te­lem za­káz­ky pro upřes­ně­ní ký­že­né­ho vý­sled­né­ho mo­de­lu. Je běžné, že zá­kaz­ník má ně­ja­ký stroj, kde mu prask­ne sou­část­ka – která je ale „správ­ně za­je­tá" a nová sou­část­ka by tuto žá­da­nou vlast­nost ne­mě­la. Díky ske­ne­rům umíme vy­tvo­řit model přes­ně dle „správ­ně za­je­té" sou­část­ky. Model pak po­sí­lá­me v sou­bo­ru .STEP zpět za­da­va­te­li.
Jsme také schop­ni před ode­slá­ním mo­de­lu ještě vy­u­žít ka­lib­ry na spe­ci­ál­ní díry/zá­vi­ty. Vý­sle­dek je tedy přes­ný 3D model toho, co nám zá­kaz­ník fy­zic­ky za­slal. Ode­sí­la­ný for­mát jsme také schop­ni při­způ­so­bit dle po­ža­dav­ků. (pa­ra­so­lid, step, igis, catia, zw3d). Pokud by zá­kaz­ník dále zpra­co­vá­val model v ZW3D, do­sta­ne sou­bor kom­plet­ně i se stro­mem vrs­tev ske­no­vá­ní. Pokud je ske­no­va­ná sou­čás­ka pří­liš velká či těžká vy­jíž­dí­me také na ex­ter­ní ske­no­vá­ní k zá­kaz­ní­ko­vi do pro­vo­zu, pro­ces pak pro­bí­há po­dob­ně.

Za­ži­li jste ně­ja­ké aty­pic­ké, zvlášt­ní spe­ci­fi­ka­ce u za­dá­ní za­káz­ky?
Na­pří­klad ske­no­vá­ní pod­voz­ku le­ta­dla, kde byla ne­kom­plet­ní do­ku­men­ta­ce. Za­jí­ma­vé je hlav­ně to, že se člo­věk při ske­no­vá­ní do­sta­ne do za­jí­ma­vých pro­vo­zů či k vý­vo­jo­vým a vý­zkum­ným pro­jek­tům. Vět­ši­na těch­to za­ká­zek bo­hu­žel nelze zve­řej­nit, ale mohu zmí­nit třeba ske­no­vá­ní se­da­ček do no­vé­ho typu ro­ga­la atd.

Jaké pří­stro­je po­u­ží­vá­te ke ske­no­vá­ní?
Máme dva 3D ske­ne­ry s roz­díl­nou přes­nos­tí. Jeden je pro stroj­ní a in­ter­ní ske­no­vá­ní s vy­so­kou přes­nos­tí. Do­ká­že na­ske­no­vat věci ma­xi­mál­ně 1x1m. Druhý ske­ner pak lze vzít s sebou na za­káz­ku k zá­kaz­ní­ko­vi a vy­u­ží­vá­me jej ke ske­no­vá­ní vel­kých věcí na­pří­klad pro ar­chi­va­ci. Dal­ším doplňkem, který po­u­ží­vá­me, je fo­to­gra­m­me­t­ric­ká sada, díky které lze, při ske­no­vá­ní vel­kých věcí, za­jis­tit to, aby ske­no­va­né části se­dě­ly v tom 3D mo­de­lu k sobě. Nej­vět­ší sou­část­ku, kte­rou jsme do­po­sud ske­no­va­li byl 5 m velký trup le­ta­dla a tre­fi­li jsme se s přes­nos­tí 0,5 mm.

Jací jsou ty­pič­tí zá­kaz­ní­ci 3D ske­no­vá­ni a 3D tisku?
Stro­jí­ren­ství a hobby.
Pře­váž­ná vět­ši­na na­šich zá­kaz­ní­ků po­chá­zí ze stro­jí­ren­ské­ho od­vět­ví, pak také mo­de­lár­ny, kde se vy­rá­bí mo­de­ly pro od­lí­vá­ní a pak hobby mo­de­lá­ři.

Jaká bude podle vás bu­douc­nost 3D ske­no­vá­ní a 3D tisku?
3D ske­no­vá­ní a 3D tisk má ob­rov­ský po­ten­ci­ál do bu­douc­na a díky stále se zlep­šu­jí­cím soft­ware a lep­ším ma­te­ri­á­lům jsme už blíz­ko dal­ší­mu rych­lé­mu roz­ší­ře­ní těch­to tech­no­lo­gií. Což mů­že­me už vidět v růz­ných ob­las­tech, třeba u na­šich Por­tu­gal­ských ko­le­gů, kteří uce­le­né ře­še­ní po­u­ží­va­jí při ná­vr­hu a vý­ro­bě bot.

Těším se tedy, že vývoj bude na­dá­le po­kra­čo­vat a každý bu­de­me mít jed­nou doma „ko­pí­ro­va­cí sta­ni­ci" pro opra­vu dílů a tis­kár­nu pro tisk spo­třeb­ních věcí, které pů­jdou recyklo­vat.
V prů­mys­lu pak 3D tisk a 3D ske­no­vá­ní úplně mění stan­dard­ní za­ve­de­né způ­so­by pře­mýš­le­ní.