3D Scan กับการใช้งานกับเครื่อง 3D Printer
3D Scan เป็นเทคโนโลยีหนึ่งที่เข้ามามีบทบาทในการพิมพ์ 3 มิติ ปกติขั้นตอนการใช้งานเครื่อง 3D Printer เริ่มจากการวาดแบบจำลอง โมเดล 3D ขึ้นมา โดยใช้โปรแกรมทางคอมพิวเตอร์ เช่น SketchUp Blender Autodesk 123D หรือ Tinkercad ที่เราเรียกกันว่าโปรแกรมเขียน CAD (Computer Aided Design) จากนั้นจึงเอาแบบที่ได้เข้าสู่ขั้นตอนการแบ่งเป็นชั้นๆ จากโปรแกรม slicer ต่างๆ เพื่อสร้าง G-code ในการควบคุมเครื่องพิมพ์ 3 มิติ พิมพ์ชิ้นงานออกมาตามที่เราต้องการ
ปัจจุบันการใช้งานเครื่อง 3D Printer ไม่ได้มีความยากหรือซับซ้อน ต้องอบรมกันเป็นเดือนเหมือนแต่ก่อน ใครๆก็สามารถใช้งานได้ แต่ “การเขียนแบบ 3D กลับเป็นสิ่งที่ยากกว่า” โมเดลที่มีรูปร่างให้เหมือนตามที่ใจเราต้องการ ต้องอาศัยการเรียนรู้และประสบการณ์เป็นระยะเวลาหนึ่ง ดังนั้นเทคโนโลยี 3D แสกน จึงเข้ามามีบทบาทตรงส่วนนี้ ทำให้คนที่มีชิ้นงานที่ต้องการ หรือต้นแบบอยู่แล้ว สามารถสร้างไฟล์ 3D โดย ไม่ต้องเขียนขึ้นใหม่ กระบวนการนี่เรียกว่า “วิศวกรรมย้อนรอย” (Reverse Engineering)
ขั้นตอนปกติ
ใช้ 3D Scan เพื่อสร้าง CAD
ขั้นตอนการทำงานของเครื่อง 3D Scan
หลักการแสกน 3D แตกต่างกับเครื่องแสกน 2D ในเครื่องพิมพ์ที่ใช้ตามบ้าน โดย 2D สแกนคือการเก็บภาพเป็นจุดๆ เพื่อสร้างภาพออกมาเป็นแผ่นๆ ในขณะที่การแสกน 3D จะมีการเก็บระยะ “ลึก” ของภาพเป็นข้อมูลด้วย เทคโนโลยีของการแสกน 3D มีมานานแล้ว เริ่มจากงานโยธาหรืองานสำรวจส เราใช้กล้องสำรวจในการวัดระดับความสูง ระยะห่างเพื่อเป็นข้อมูลไปทำแผนที่ แบบแปลน อาศัยหลักการเครื่องฉายแสงหรือกล้อง กับจุดอ้างอิง เพื่อคำนวนทางคณิตศาสตร์ออกมาเป็นระยะทางหรือความสูงที่เกิดขึ้นจริง
กล้องสำรวจสำหรับงานโยธา
หลักการวัดระยะ
เทคโนโลยี 3D Scan ที่ใช้กับเครื่อง 3D Printer
2. แบบเลเซอร์แนวขวาง (Line)หรือฉายแสง (Light scan) คือแบบที่เราเห็นกันเยอะพอสมควรคือใช้เลเซอร์หรือแหล่งกำเนิดแสงอื่นๆเป็นเส้นแนวขวาง เก็บข้อมูลจุดเป็นพื้นที่หน้าตัดหรือจุดที่แสงตกกระทบ แล้วนำมาประกอบกันทีหลัง ตัวอย่างเครื่องประเภทนี้ เช่น EinScan Sense
3. แบบถ่ายภาพ (Snapshot) เป็นเทคโนโลยี 3D Scan ใช้หลักการเหมือนกล้องถ่ายภาพโดยมีตัวเซนเซอร์อ้างอิงติดที่วัตถุ เพื่อเก็บข้อมูลความลึก พื้นผิว เทคโนโลยีนี้มีข้อดีตรงได้แบบ 3D โดยใช้เวลาไม่นาน
หลังจากที่ได้ข้อมูลจากเครื่อง 3D Scan แล้ว ที่เรียกว่า point cloud คือเป็นจุดจำนวนมาก มีระยะลึก ตื้น ตามรูปร่างของวัตถุที่เราแสกน จำนวนจุดขึ้นกับความละเอียดของเซนเซอร์ และการปรับตั้งค่าในโปรแกรม จากนั้นต้องมาปรับปรุงพื้นผิวให้เรียบ ก่อนนำไปใช้งานอื่นๆ เช่น แก้ไขแบบ หรือพิมพ์ด้วยเครื่อง 3D Printer
ตัวอย่างการนำเครื่อง 3D Scan ไปใช้งาน
หลักของวิศวกรรมย้อนรอย หรือเทคโนโลยี 3D Scan ไม่ได้จำกัดเฉพาะการสร้างแบบ 3D เท่านั้น ยังรวมไปถึงการศึกษาฟังก์ชั่นการใช้งาน ระบบการควบคุมต่างๆ แล้วนำมาพัฒนาหรือสร้างเป็นของตัวเอง ยกตัวอย่าง เช่น สินค้าจากประเทศจีน ที่มีรูปร่างคล้ายของดั้งเดิม ซึ่งมองในแง่ดีมีการพัฒนาที่รวดเร็วขึ้นจาก IPhone ที่ใช้เวลาหลายปีกว่าจะออก IPhone 2 ปัจจุบันก็กลายเป็นออกปีละ 1 รุ่น หากมองด้านภาพลบคือการลอกเลียนแบบโดยไม่ได้รับลิขสิทธิ์ทำได้ง่ายขึ้น
แบบจำลองของคน
ข้อมูลเทคโนโลยี 3D Scan ทำให้ผู้ใช้สามารถปรับปรุงเสื้อผ้า ทรงผม เครื่องแต่งกายได้ โดยไม่ต้องทำจริง ซึ่งประยุกต์ได้หลากหลายหลาย ทั้งงานศิลปะ แฟชั่น หรือทำเป็นของชำร่วยแจก ขนาดการพิมพ์ขึ้นอยู่กับเครื่อง 3D Printer ของแต่ละคน
ชิ้นส่วนหรืออุปกรณ์
การวาดแบบจำลอง 3D ขึ้นใหม่ทั้งหมด ใช้เวลานาน ซึ่งถ้าเรามีต้นแบบอยู่แล้วเพียงแต่ต้องการปรับปรุง หรือผลิตซ้ำ เพียงใช้เครื่อง 3D Scan เก็บข้อมูล สามารถประหยัดเวลามากกว่าครึ่ง และไม่ต้องเรียนรู้การเขียน CAD เลยด้วยซ้ำ
งานสถาปัตยกรรมและโยธา
ตึกหรืออาคารใช้เวลาในการเขียนแบบ หรือทำชิ้นงานต้นแบบต้องใช้ทักษะและประสบการณ์ที่สูงมาก เนื่องจากรายละเอียดที่มีขนาดใหญ่ระดับหลายสิบเมตร จนถึงเล็กระดับมิลลิเมตร ดังนั้นการแสกนช่วยให้การเก็บข้อมูลเป็นไปได้อย่างรวดเร็ว ไม่สูญเสียเวลามาก และสามารถแบ่งส่วนการแสกนเป็นภายนอก และภายนอกเพื่อกระจายงานได้อีกด้วย
อยากเริ่มใช้เครื่อง 3D Scan ต้องทำอย่างไร ?
ในเมืองไทยมีผู้จำหน่ายเครื่อง 3D แสกนหลายบริษัท ราคาของเครื่องแสกนก็มีตั้งแต่หลักหมื่นจนถึงเป็นล้าน ขึ้นกับ ความละเอียดการแสกน ความเร็ว โปรแกรมสนับสนุน รวมไปถึงบริการหลังการขาย แต่ถ้าใครที่ยังไม่อยากเสียเงิน สามารถทดลองใช้ แอพพลิเคชั่นในเครื่องสมาร์ทโฟนของเราเองได้ ตัวอย่างเช่น Autodesk 123D Catch, TRNIO หรือที่บ้านใครมีเจ้าเครื่อง kinect อยู่แล้ว ก็สามารถประยุกต์ใช้ได้เช่นเดียวกัน
เอกสารอ้างอิง,ที่มาของภาพ: www.thebookon3dprinting.com, www.pwc.com, www. blog.ponoko.com, www.3dsystems.com, www.fuel-3d.com/, www. 3dvdt.com
