Дисклеймер: статья развлекательно-познавательного характера получилась чуть больше, чем планировалось. Внутри много текста, картинок и щепотка тупых шуток. Излишнюю терминологию и узкоспециализированные моменты убрал под спойлер.

Всем привет.

Завязка данной истории поразительно проста: у коллеги на Toyota bB сломалась ручка задней двери, вот такая вот штука:

Судя по всему, распространённая проблема:

Казалось бы, купить на разборе за 5т.р и забыть, но нет. Мы легких путей не ищем. Было принято решение - реверс-инжиниринить и печатать на 3D принтере. Отсутствие опыта в моделировании не останавливает.

Для успешного импортозамещения нужно пройти несколько этапов:

1. Сканирование. Поскольку она треснула пополам, нужно её склеить с минимальной потерей геометрии. Задействуем сканер Scanform.

2. Обработка полученного скана до удобоваримого результата: почистить от мусора, сгладить поверхности, дыры зашить, и прочее. В этом нам поможет установленное по параллельному импорту ПО Geomagic Design X. Медведев разрешил.

3. Реверс-инжиниринг с контролем отклонений: получаем на выходе твердотельную модель. Всё тот же Geomagic.

4. Отрицание, гнев, торг, депрессия, принятие.

5. Печать модели. В этом нам поможет Picaso XL aka "проскальзывание пластика". Филамент - угленаполненный полиамид ePA-CF от братьев китайцев из ESUN.

План надёжный, как швейцарские часы. Приступаем.

Часть 1: Сканирование

Упрощая, процесс выглядит так: вокруг объекта и на нём самом расклеиваем метки, считываем их расположение в ПО сканера. На основе собранных меток сканер двумя камерами считывает отклонения проецируемой лазерной сетки и собирает облако точек. Чем больше точек - тем выше итоговая детализация скана. После, по полученному облаку строятся полигоны, и мы получаем так называемый меш, т.е. пустотелую полигональную модель.

Склеиваем деталь.

Поскольку деталь тёмная и бликует, задуваем матирующим спреем, что бы сканеру было проще было её захватить. Сканируем.

На компе можно заметить количество собираемого "шума" вокруг основной модели.

Моток скотча под деталью - это так задумано.

Далее идёт процесс очищения сканов от крупного мусора, поверхности стола и меток. Когда всё почистили - совмещаем сканы разных сторон между собой и строим полигональную модель. В ней больше 1.3 млн полигонов. Многовато!

Есть труднодоступные места, куда сканер физически не может "засветить" - это отверстия, поднутрения и прочие неприятные штуки. С этим ничего не поделать, только страдать.

Часть 2: Обработка скана

Загружаем полученный меш в geomagic.

Тут уже доступен более солидный по сравлению с ПО сканера, набор инструментов. Чистием, сглаживаем, зашиваем дыры, по возможности удаляем ненужные артефакты литья, косяки сканирования, круги от меток и прочий мусор.

Задача на данном этапе - получить красивый меш, по которому нам будет комфортно строить твердотельную модель. В итоге получаем более-менее гладкую, закрытую модель. При желании, уже на данном этапе её можно на 3Д принтер отправить, но нам нужно восстановить сломанное крепление слева. И желательно бы отверстия для крепежей получить. А тут без моделирования не обойтись.

Процесс обработки: мастером лечения healing wizard в автоматическом режиме исправляем имеющиеся ошибки, инструментом Fill holes- закрываем дыры. Убираем выступающие и ненужные части поверхности кнопкой defeature, после чего сглаживаем инструментом smooth. Инструментом decimate режем неприлично высокое количество полигонов. В итоге их стало около 700к, приемлемо.

А далее следует шаг в неизвестность.

Часть 3. Реверс-инжиниринг

Изучаем тонны материалов на ютубе, робко тыкаемся в интерфейсе геомэджика, попутно понимая, в какую жопу мы сами себя загнали. Но делать то надо, поэтому приступаем.

Если описать процесс реверса кратко, то он таков:

1. Выровнять модель в плоскостях

2. 2Д и 3Д эскизами (ситуативно) отрисовать нужные нам формы и мелкие детали

3. Выдавить полученные эскизы в твёрдое тело

4. ????

5. Profit!

В самом процессе нам нужно понимать, каким методом изготавливалась деталь, и чем мы можем принебречь, что бы не заниматься отрисовкой ненужных мелочей. Реверс осложняется тем, что деталь от времени повело, она не симметричная, и на поверхности есть артефакты литья:

Основная форма поверхности была построена, как потом оказалось, неправильным методом. Потому и получилась кривой. Но ценим что имеем:

Метод, которым делать не стоило: извлекаем автоповерхность с внешней и внутренней стороны, выдавливаем заготовку, обрезаем двумя поверхностями эту заготовку, и получаем кривые края заготовки. Ну и дрянь. Сеткой из сплайнов по контуру поверхности было бы лучше. Или обрезка поверхности эскизом общей формы. Кто ж знал.

Строим основание модели, извлекая эскиз из среза низа. Выглядит это примерно так. Красные линии на картинке - референс с оригинала, синие - построенные нами:

Извлекаем и перерисовываем эскизы из крепёжных элементов. Они зеркально отражены в оригинале, поэтому нам в 2 раза легче, достаточно их просто размножить и отзеркалить.

Добавляем скругления, фаски и прочие красивости.

Проверяем отклонения от оригинала. Максимальное отклонение около 1мм. От такой расцветки у профессионалов вытекают глаза и начнется неконтролируемая агрессия. А нам норм:

Преобразуем набор твёрдых тел обратно в полигональную модель для отправки на печать. Результат:

Часть 4. 3Д Печать

Тут каких то особенных хитростей не было, кроме расположения. Чтобы впилить деталь в стол XL, поворачиваем её на 45 градусов. Для минимизации поддержек кладём её на кромку, поворачивая на 15-20 градусов. Получаем вот такое:

Сушим композитный пластик, печатаем:

Снимаем, убираем поддержки и мусор с модели. Жалкий оригинал и неповторимая пародия:

Примеряемся и офигеваем, как точно всё садится на свои места. Удивительно!

Ставим на авто. Почти как влитой. Остается загерметизировать края и помыть машину. Но это на совести автовладельца уже.

Резюме:

Делалось всё, в первую очередь, ради собственного любопытства и получения нового опыта. Деталь требует перерисовки, желательна постобработка, покраска и лакировка. Но даже в таком виде, как временное решение, вполне себе вариант.

Уверен, что профи сделали бы всё быстрее, красивее и лучше. На то они и профи. На реверс у меня ушло примерно 3 дня неспешного моделирования и тонна времени на попытки вникнуть в суть происходящего.

Спасибо за внимание.

Всем привет. Недавно сдали накладку из пластика на протез.

В октябре к нам обратилась студия протезирования из Уфы для изготовления накладки на протез для мужчины 52 года. Сам протез новый. Его получили по какой-то субсидии ( я не вдавался в подробности что за субсидия). Директор студии сказал, что до войны протез стоил 3 ляма, во время войны около 4.7 ляма

Сам протез Ottobock SE & Co. KGaA, ранее Otto Bock, - компания, базирующаяся в Дудерштадте, Германия, которая работает в области ортопедических технологий. Компания считается мировым лидером на рынке протезирования и одним из ведущих поставщиков ортопедических изделий, инвалидных колясок и экзоскелетов.

https://mednavigator.ru/articles/bionicheskie-protezy-ottobo...

C-Leg установлен более 100 000 раз на сегодняшний день, таким образом, этому коленному модулю с микропроцессорным управлением доверяют больше пользователей, чем какому-либо из его аналогов. И это не удивительно: исследования доказывают, что C-Leg обеспечивает исключительную надежность и производительность, а пользователям остается сосредоточиться на том, что действительно важно - наслаждаться здоровым активным образом жизни.

От спуска по лестницам и пандусам до ходьбы по неровной местности и назад, C-Leg динамически адаптируется к самым разнообразным повседневным ситуациям.

Все эти функции остались в обновленном C-Leg 4. Наряду с инновационным дизайном и захватывающими новыми функциями C-Leg 4 обеспечивает проверенную надежность, более высокий уровень персонализации и более простое и интуитивно понятное управление как для пациентов, так и для профессионалов.

Студия протезирования заказала у нас "пробную" версию накладки. Важно было показать возможности изготовления самих накладок.

ЭТАПЫ РАБОТЫ:

1. Сканирование. С помощью  SCANFORM мы сделали скан самого протеза. Нам нужны были точные размеры для снятия точных размеров.

2. 3D моделирование. Работали в BLENDER. По дизайну сперва хотели сделать что-то футуристичное, киберпанковое, но ушли в натурализм. Скачали свободную 3D модель ноги из инета и приступили к системе крепления.

Первая персия 3D модели.

Итоговая версия 3D модели. Весь протез держится на двух винтах М3 с гайками и двумя болтами М6. Так же сделали противоповоротные столбики (ничего лучше не смогли придумать).

После сдачи накладки до меня дошло, что можно было сделать на магнитах. Но потом дошло что магниты на этом протезе нельзя сделать, потому что внутри стоит моторчик и любые инородные магниты могут отрицательно сказываться на работе протеза.

Господа инженеры, подскажите какое крепление лучше было бы сделать ? Если вам не лень, то нарисуйте эскиз плиз и скиньте нам в группу в ВК. С нас подарок )

3. 3D печать. Печатали на PICASO XL из ABS (ничего не потрескалось, усадку учли). Слой 0.25. В процессе печати мне сказали уходить в композиты.

4. Монтаж. Монтаж.

Вся работа заняла 4 недели. Самое сложное это моделирование системы крепления. Думаю для простых протезов, всё таки можно продумать крепление на магнитах, так как это быстро и просто.

В процессе работы разгонял тему будущего протезов (особенно про рынок протезов в России). Считаю, что в будущем будет что-то наподобие серии игр DEUS EX, где обычный человек специально апгрейдит своё тело с помощью технологий. (намеки на это уже есть в виде экзоскелетов у грузчиков.

Зачем нужны накладки ? Они выполняют 2 функции: защитную и эстетическую. Накладка защищает от пыли, грязи, воды (не на 100 % конечно, но защищает). Ну и смотреть на красивый протез с накладкой намного приятнее, чем без нее.

Мы готовы делать дизайнерские накладки на разные протезы. Эта тема нам очень интересна.
Как думаете будет спрос на данную услугу в 2023 году ?

https://vk.com/sukrasivo - наш VK

ОСТОРОЖНО ! НЕ ЛИСТАЙТЕ В ПИНТЕРЕСТЕ ДИЗАЙНЫ ПРОТЕЗОВ ! ЭТО ЗАТЯГИВАЕТ !