Blender делает первый большой шаг к 3D-печати

3d printing toolbox blender

На прошлой неделе был выпущен Blender 2.67 с инструментами подготовки моделей к 3D-печати. Мы поговорили с Дольфом Веенвлиетом, Бартом Вельдхуизеном (Shapeways, Blendernation) и Ричем Борреттом (Ponoko) о новых инструментах и будущем 3D-печати.

Как одна из самых динамично растущих отраслей, 3D-печать  в последнее время то и дело мелькает в прессе. Давайте начнём с основ. Что мы вообще знаем про трёхмерную печать?

  • Всё более доступные (менее $1000) настольные 3D-принтеры позволяют превращать модели в реальные объекты размером до 30 см хотя бы в одном измерении при помощи нанесения разжиженного пластика или металла.
  • Технологии уже около 30 лет, и сейчас на её основе работает широкий спектр устройств, способных печатать объекты размером от доли миллиметра до целого дома.
  • Размер рынка сейчас оценивается как равный $777 миллионам долларов (правда, по мнению некоторых настольных принтеров продано всего ничего) с потенциалом дорасти до $8,4 миллиардов к 2025 году.
  • Хотя отрасль ещё не выросла из детских штанишек, в ней уже заключаются впечатляющие альянсы вроде Autodesk + Makerbot.
  • Существующие маркеты позволяют осваивающим технологию на раннем этапе «отбить» сравнительно высокую стоимость принтера продажей уникальных изделий — от ювелирки до миниатюр.

Как Blender вписывается в эту картину? Начнём с краткого обзора рынка.

Из кулибиных в конструкторы

Несмотря на то, что Blender по-прежнему недооценивается как пригодный для коммерческого использования инструмент, частота его применения растёт на глазах, а сам проект, как и сообщество, стал самодостаточным. Однако буквально до недавних пор состояние инструментария для подготовки моделей к 3D-печати в Blender в целом соответствовало состоянию рынка. И вот почему.

В книге “Makers: The Industrial Revolution” Крис Андерсон даёт довольное меткое определение актуальному состоянию всего рынка:

Как и в случае с первыми лазерными принтерами, 3D-печать всё ещё дороговата и сложна в применении; она пока не для всех. Мы даже не успели сообразить, каким будет приложение, которое всё перевернёт. Так что первые пользователи технологии чувствуют себя немного потерянными.

Когда настольное издательство только было представлено широкому кругу потребителей, десятки тысяч людей обнаружили, что совершенно ничего не знают о шрифтах, кернинге, выключке и всяком таком.

С распространением настольных инструментов частного производства нынешнее поколение энтузиастов сталкивается с озадачивающей терминологией и технологиями профессионального промышленного дизайна — точно так же, как их предшественники 30 лет назад в раннюю эпоху настольного издательства.

Разумеется, у технологии уже есть немало серьёзных применений — ­например, быстрое прототипирование. Focusrite, известный производитель профессиональных звуковых интерфейсов, последний год активно использует Rapman 3.2 3D printer kit для прототипирования новой линейки своих внешних звуковых карт.

Focusrite rapid prototypes
Два прототипа Focusrite Red 1 500, неокрашенный напечатан Rapman

Бен Саппер, руководитель отдела по разработке аппаратного обеспечения в Focusrite, написал несколько месяцев назад в блоге компании следующее:

[Rapman 3.2] уже неплохо подходит для экспериментов с разными вариациями управляющей панели: хорошо ли подогнаны друг к другу элементы управления, не допущены ли дурацкие ошибки. Словом, мы можем сделать всё, чтобы получить первый рабочий прототип устройства. Мы даже используем этот принтер для доработки офисной мебели. Но точности Rapman всё же не хватает для более продвинутого применения.

Ещё один интересный пример использования трёхмерной печати буквально на прошлой неделе продемонстрировали  создатели Makerbot:

В медицине, впрочем, протезы хоть и важны, но не так интересны, как печать клеток организма. А исследования и даже тестирования в этом направлении уже вовсю ведутся.

Продолжать список можно бесконечно. Любой свежий аналитический отчёт о 3D-печати перечисляет десятки отраслей, где технология аддитивного производства желанна. Но не везде она эффективна: мешает недостаточная точность печати, не хватает простоты использования и удобной калибровки. И это характеристика отрасли в целом, которая свидетельствует о том, что недоработанность технологии всё ещё мешает нам сделать качественный прорыв. Что неизменно сказывается на характере инструментов, которые мы создаём.

Решение проблем технологии — вне компетенции разработчиков Blender. Зато они в силах сделать так, чтобы пользователи могли создавать заведомо печатаемые модели. Ровно это и случилось с выпуском Blender 2.67.

Инструментарий подготовки к 3D-печати в Blender

Небольшие скромные инструменты для проверки моделей и подсчёта их объёма и стоимости производства пишутся для Blender уже несколько лет. Но это как раз типичные инструменты для любителей поковыряться на досуге. Документация по использованию Blender для 3D-печати при этом разбросана по многочисленных сайтам.

Словом, Фонд Blender нанял Дольфа Веенвлиета (Dolf Veenvliet) для создания учебного DVD и дал ему в помощь уникальный человеческий ресурс по имени Кэмбелл Бартон, который написал вспомогательные инструменты для программы.

Дольф уже работал с Кэмпбеллом над мультфильмом Sintel. Вот что он сказал нам о впечатлениях от сотрудничества:

Работа в паре с программистом, который может реализовывать твои идеи — просто сказка. Программа на глазах превращается в инструмент, с которым удобно работать художнику!

Помимо DVD конечным результатом совместной работы стал набор инструментов, помогающих создавать модели, которые обязательно напечатаются в пределах возможностей технологии.

Инструмент измерения (ruler/protractor tool) помогает мерить расстояния, углы и толщину объектов, а также полезен и для решения задач, выходящих за рамки 3D-печати. В ролике ниже показано его применение в архитектурном проектировании.

Набор плагинов Print3D включает инструменты оценки объёма и площади объекта, инструменты проверки меша на различные ошибки (нависание, искажения, пересечения), а также пару инструментов подчистки меша. Там же находится быстрый доступ к экспорту в STL, PLY и ещё несколько популярных в производстве форматов.

Инструменты анализа меша визуализуют различные допущенные ошибки, делая их более наглядными:

Mesh analysis

Но давайте не будем считать имеющуюся реализацию законченной. Дольф, к примеру, полагает, что дальнейшее совершенствование и дописывание новых функций более чем вероятно:

«Knife Project» мне кажется несколько недоработанным, и в курсе я его упоминаю очень редко. Но буквально пара патчей могла бы сделать его невероятно полезным. Кроме того, пригодился бы простой способ нанесения надписей на поверхности. В общем, не хватает инструментария для вещей, которыми занимается каждый, кто пользуется 3D-печатью.

Думаю, добавленные нами инструменты в ближайшие пару месяцев будут как следует протестированы сообществом. Уверен, что пользователи придумают разные полезные дополнения и модификации далеко за гранью моей фантазии.

Барт Вельдхуизен (Bart Veldhuizen) из компании Shapeways добавляет к этому:

Blender по-прежнему не хватает некоторых инструментов САПР, которые здорово помогли бы в промышленном дизайне. Нужны хорошие инструменты скругления (fillet) и нанесения фасок (chamfer), более качественные булевы операции, палитра с историей изменений. Ещё было бы неплохо заполучить инструмент для расчёта прочности материала.

Обратите внимание, что практически все эти инструменты достаточно низкоуровневы. Дольф считает, что можно пойти намного дальше:

Нам нужен софт, который поможет людям взять готовую 3D-модель и персонализировать её. А конструкторам при этом нужен софт, который позволит легко делать модели персонализуемыми. Над этим я работал на экспериментальном сайте shapewright.com. Помогать другим включиться в процесс — увлекательное занятие.

Дольф также считает, что массовая персонализация и «ремиксы» — одно из направлений, которые определённо стоит развивать:

Как могут не слишком владеющие технологиями пользователи применять что-то вроде 3D-принтера? У них уже есть струйный или лазерный принтер, либо они пользуются услугами типографических компаний. Давайте дадим им простой доступ к трёхмерной печати. Возможно, IKEA перестанет заставлять нас самим собирать мебель и вместо этого начнёт печатать слегка персонализованную мебель под заказ.  Уверен, что рано или поздно это произойдёт. И мы даже можем этому поспособствовать.

Любопытно, что некоторые компании, работающие с сообществом создателей (makers community) имеют впечатляющий опыт применения Blender.

Барт Вельдхуизен, руководящий проектом Blendernation.com с 2006 года, в 2008 году начал работать в Shapeways. Два года спустя компания начала использовать Blender на сервере для рендеринга предпросмотра в онлайновом сервисе. С тех пор они добавили функцию рендеринга на 360° с помощью скрипта 3DNP. , который генерирует около 180 изображений одной модели перед выкладыванием её в каталог Shapeways.

Лидеры продаж на Shapeways
Ювелирные изделия, миниатюры и разные приспособления для дома и гаджетов — лидеры продаж на Shapeways

А вот использовать свежий инструментарий Blender в Shapeways пока не намерены. Во-первых, в технологической цепочке он занимает совсем другое положение. Во-вторых, на сервере до сих пор используется версия 2.49. Но это не проблема. «Наша собственная команда разработчиков сейчас трудится над потрясающими онлайновыми инструментами, которые помогут автоматизировать тестирование моделей» — говорит Барт.

Ponoko, известные своей любовью к свободному софту и регулярно организующие вебинары по использованию Inkscape, сейчас готовят вебинар по Blender и 3D-печати, а также начали обновлять свой пакет новичка (starter kit) для пользователей Blender. Вот что говорит Рич Борретт, менеджер по работе с сообществом:

Я давний поклонник Blender, так что внимательно слежу за разработкой проекта. Новые инструменты просто потрясающие, мне в особенности нравится возможность подсветить определённую толщину стенок. Я очень рад, что всё это наконец появилось в стабильной версии!

Чего ждать от 3D-печати в будущем

Беседуя с Дольфом, Бартом, Ричем и другими специалистами, занимающимися 3D-печатью, мы не могли не заметить, что одно только разнообразие точек зрения по ключевым вопросам вроде перспектив технологии свидетельствует о том, как много нам ещё предстоит изучить и освоить.

Рич Борретт:

Лично мне интересно развитие технологий помимо FDM. Местами прогресс просто потрясающий. Печать несколькими материалами — отменно! Ну а более качественная обработка поверхности, я думаю, по-прежнему на первом месте в списке пожеланий у большинства, включая меня самого. Очень интересные результаты сейчас можно увидеть у создателей принтеров, которые печатают смолой — эта технология, я думаю, будет отлажена к третьему или четвёртому поколению.

Дольф Веенвлиет считает, что у технологий два главных препятствия, которые надо преодолеть. Первое касается перехода от кулибинства к серьёзному проектированию:

Компания, которая понимает, что надо делать — это Makerbot. Они, конечно, получают немало нелестных отзывов от своего сообщества, которое преимущественно состоит из самоделкиных, но их продукты максимально приближены к тому, что нужно проектировщику.

Ещё одно препятствие, по мнению Дольфа, состоит в том, чтобы вытащить принтер из коробки и начать печатать большие модели:

Почти все производители сейчас вставляют принтер в ограничительную коробку, которая делает его похожим на микроволновку. Мне бы хотелось, чтобы вместо этого предметы печатались рукой робота с полной свободой перемещения. Мне кажется, что компания, которая это сделает, перевернёт отрасль.

Как художник, изучавший монументальное искусство, я всегда хотел печатать крупные объекты. Мне бы хотелось напечатать пару моделей высотой в метр. Недавно мне посчастливилось напечатать одну мою модель на увеличенном ultimaker в лаборатории protospace. И это только раздразнило мой аппетит.

Кстати, примерно так работает свежеанонсированный Mataerial:

Итак, инструменты подготовки моделей к 3D-печати есть в стабильной версии Blender. DVD-курс уже доступен для скачивания и на следующей неделе будет готов к отправке на физических носителях. Что дальше?

Как удачно выразился Крис Андерсон, мы все теперь конструкторы и проектировщики. Пора научиться делать это как следует.

6 Комментарии

  1. Хм…. все же CAD удобней сделан в FreeCAD , интересно будет услышать их мнение ,они же тоже питонисты, может чать инструментов себе перетянут? В какой нибудь workbench

    • Мне кажется, это сильно зависит от того, что к печати готовить.

      • Ну в общем да но и удобного инструмента тоже особо нет Slic3r … вроде удобный по дизайну, но функций немного и превью только для 2D.

        Skeinforge — это ужас, это УЖАС УЖАС, т.е. вроде бы его интерфейс должен позволять эксперементировать с параметрами печати и наверно его будет проще расширить для многокомпонентной и цветной печати…. но интефейс там Tk

        Веб инструменты я не рассматриваю ибо, если уж есть у тебя принтер то хотелось бы и софт на компе а не в облаке.

        • Пока готовил материал, как раз начитался ужасов про Skeinforge :) Сотрудник Focusrite в своей статье тоже по софту не слишком мягко прошёлся :)

  2. … визуализация ошибок это очень нужная вещь …
    … когда делал модели для 3d печати, для устранения ошибок приходилось просматривать множество логов Cura с тестовым описанием ошибок и находить эти места по координатам в Blender, ужос …
    … исправлять эти ошибки, экспортировать в STL и опять читать логи слайсера …
    … сейчас ошибки можно контролировать на стадии моделирования, что очень удобно …

  3. Великолепная статья! Я случайно наткнулся на этот сайт. Все ясно объяснили, и все хорошо выглядит. По-моему это лучше практически всех сайтов про Блендер по-английски. Я буду проверять новые статьи регулярно!

1 Trackback / Pingback

  1. 3D-печать. Что это такое и с чем её едят » Письма другу

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*


Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.