3D掃描儀
· Artec Space Spider
挑戰(zhàn)：圖書(shū)館設(shè)計(jì)書(shū)架時(shí)，計(jì)劃采用另一座圖書(shū)館中1850年代的銅制書(shū)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(shū)館中最后一個(gè)銅制書(shū)架側(cè)板，獲得三維數(shù)碼模型。打印后的新側(cè)板通過(guò)出售募集資金，同時(shí)也用于新的圖書(shū)館，制作新書(shū)架。
位于愛(ài)荷華州達(dá)文波特的東愛(ài)荷華社區(qū)學(xué)院開(kāi)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(lái)了全新的工作方式和無(wú)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(mén)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(shuō)道。
一個(gè)忠實(shí)還原老式書(shū)架的復(fù)制書(shū)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(lái)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(qǐng)參與一個(gè)文物保護(hù)項(xiàng)目——為一家古老的圖書(shū)館修復(fù)一件即將消失在歷史長(zhǎng)河中的無(wú)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(shū)館書(shū)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(shū)館，” McConnell說(shuō)道，最初就是這家圖書(shū)館需要這些側(cè)板。“幾年前，小鎮(zhèn)新建了一座圖書(shū)館，想根據(jù)原先圖書(shū)館的書(shū)架側(cè)板制作新書(shū)架，用來(lái)募捐。
“而原先圖書(shū)館書(shū)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(kāi)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(wú)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(shuō)道。“我們掃描了兩件書(shū)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(lái)說(shuō)，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(shuō)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(lái)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(shū)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(lái)制作寶貴的書(shū)架側(cè)板。
“目前，我已經(jīng)復(fù)制了大約200個(gè)書(shū)架側(cè)板，沒(méi)花圖書(shū)館一分錢(qián)，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(shū)架
通過(guò)該項(xiàng)目，McConnell和他的學(xué)生找到了以往絕無(wú)可能的解決方案。“以往的辦法都需要車(chē)間測(cè)量三件套：千分尺、天平、卡尺這些，”他說(shuō)道。“但有了Space Spider，我們得以輕松測(cè)量以前難以、甚至無(wú)法測(cè)量的有機(jī)形態(tài)。”
但這些工作僅僅是一個(gè)開(kāi)始。“我們受邀在當(dāng)?shù)貓D書(shū)館進(jìn)行3D打印和三維掃描的現(xiàn)場(chǎng)演示，”McConnell說(shuō)道。除了圖書(shū)館以外，他還和當(dāng)?shù)刂袑W(xué)合作。“圖書(shū)館和當(dāng)?shù)仄髽I(yè)也都加入了這一行列。”
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