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3D掃描儀

· Artec Space Spider

挑戰(zhàn)：圖書館設(shè)計(jì)書架時(shí)，計(jì)劃采用另一座圖書館中1850年代的銅制書架側(cè)板，然而當(dāng)時(shí)，側(cè)板只剩唯一一個(gè)。

解決方案：Artec Space Spider, Artec Studio, 3D打印

效果：掃描圖書館中最后一個(gè)銅制書架側(cè)板，獲得三維數(shù)碼模型。打印后的新側(cè)板通過出售募集資金，同時(shí)也用于新的圖書館，制作新書架。

位于愛荷華州達(dá)文波特的東愛荷華社區(qū)學(xué)院開始在課程中教授增材制造技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)為他們帶來了全新的工作方式和無限可能。

“我教授的課程目標(biāo)，主要是為當(dāng)?shù)匦袠I(yè)培養(yǎng)入門級(jí)以上的建模技術(shù)人員。課程最近新增了增材制造技術(shù)這部分內(nèi)容，” 實(shí)體造型/增材制造導(dǎo)師Brad McConnell說道。

一個(gè)忠實(shí)還原老式書架的復(fù)制書架

“在增材制造領(lǐng)域，我們強(qiáng)調(diào)的一項(xiàng)技術(shù)就是三維掃描，”他解釋道。“我們找來一些手工藝品和零部件，掃描后根據(jù)三維模型制作新增部分。”

雖然McConnell指出，增材制造目前主要用于原型設(shè)計(jì)和短期生產(chǎn)，但他認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)還有更廣闊的應(yīng)用前景，包括藝術(shù)、消費(fèi)品個(gè)性化定制、文物修復(fù)等。很快，他的話就應(yīng)驗(yàn)了。他的團(tuán)隊(duì)被邀請參與一個(gè)文物保護(hù)項(xiàng)目——為一家古老的圖書館修復(fù)一件即將消失在歷史長河中的無價(jià)之寶。

這件寶貝就是19世紀(jì)卡內(nèi)基基金會(huì)贊助的圖書館書架上的銅制裝飾側(cè)板。“在1850年代，伊利諾伊州的杰納西奧小鎮(zhèn)得到了一筆資助，用于建立小鎮(zhèn)圖書館，” McConnell說道，最初就是這家圖書館需要這些側(cè)板。“幾年前，小鎮(zhèn)新建了一座圖書館，想根據(jù)原先圖書館的書架側(cè)板制作新書架，用來募捐。

“而原先圖書館書架的銅側(cè)板，只剩最后一個(gè)了。”

原側(cè)板在1800年代晚期由Carnegie Manufacturing制造

由于大學(xué)開設(shè)了增材制造模塊課程，McConnell和他的學(xué)生都掌握了豐富的知識(shí)儲(chǔ)備，足以找到合適的解決方案。要完成這項(xiàng)工作，必須把精度和細(xì)節(jié)放在首位。那么，他們選擇了哪款掃描儀呢？Artec Space Spider。

Space Spider是一款高分辨率三維掃描儀，采用藍(lán)光技術(shù)，完美適合小型物體和大型物體的細(xì)節(jié)捕獲。Space Spider掃描精度高，色彩奪目，能輕松采集復(fù)雜幾何、鋒利邊緣，以及通常情況下很難捕獲的物體。從人耳到工業(yè)部件，Space Spider無疑是一款出色的掃描解決方案，既能獨(dú)立工作，也能配合其他埃太科（Artec 3D）三維掃描儀使用。

“學(xué)生和我完成了側(cè)板掃描，先做出一份電子文檔，” McConnell說道。“我們掃描了兩件書架上的物體，側(cè)板是其中一件，然后打印了幾份。”

剛打印完、等待清洗的側(cè)板（左）。原始銅側(cè)板（中）。清洗完畢的全新側(cè)板，采用SLA 3D打印技術(shù)（右）。

對(duì)McConnell團(tuán)隊(duì)來說，捕獲高精度的真實(shí)數(shù)據(jù)，需要先反復(fù)嘗試。“我發(fā)現(xiàn)，調(diào)整光線和敏感度后，掃描效果更好，”他說道。“把敏感度調(diào)低，光線調(diào)高，掃描更精準(zhǔn)。我還發(fā)現(xiàn)，制作兩份效果精準(zhǔn)的大掃描，要比多份小掃描好，也更容易對(duì)齊。”他補(bǔ)充道，“其余任何物體，掃描起來都是小菜一碟！”

在Artec Studio中對(duì)齊并處理后，用SLA和FFF打印設(shè)備打印修復(fù)好的側(cè)板。

側(cè)板掃描打印完成后，可用于各類用途，例如文物保護(hù)、募捐等。團(tuán)隊(duì)還希望繼續(xù)保護(hù)圖書館的歷史，期待制作3D打印的砂模，并用黃銅、青銅或價(jià)低的鋼和鐵，來制作寶貴的書架側(cè)板。

“目前，我已經(jīng)復(fù)制了大約200個(gè)書架側(cè)板，沒花圖書館一分錢，每個(gè)以40美元價(jià)格出售，”McConnel表示。

根據(jù)原物三維模型新造的書架

通過該項(xiàng)目，McConnell和他的學(xué)生找到了以往絕無可能的解決方案。“以往的辦法都需要車間測量三件套：千分尺、天平、卡尺這些，”他說道。“但有了Space Spider，我們得以輕松測量以前難以、甚至無法測量的有機(jī)形態(tài)。”

但這些工作僅僅是一個(gè)開始。“我們受邀在當(dāng)?shù)貓D書館進(jìn)行3D打印和三維掃描的現(xiàn)場演示，”McConnell說道。除了圖書館以外，他還和當(dāng)?shù)刂袑W(xué)合作。“圖書館和當(dāng)?shù)仄髽I(yè)也都加入了這一行列。”