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3D掃描儀
挑戰(zhàn)：圖書館設計書架時，計劃采用另一座圖書館中1850年代的銅制書架側(cè)板，然而當時，側(cè)板只剩唯一一個。
解決方案：Artec Space Spider, Artec Studio, 3D打印
效果：掃描圖書館中最后一個銅制書架側(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，同時也用于新的圖書館，制作新書架。
位于愛荷華州達文波特的東愛荷華社區(qū)學院開始在課程中教授增材制造技術，這項技術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，主要是為當?shù)匦袠I(yè)培養(yǎng)入門級以上的建模技術人員。課程最近新增了增材制造技術這部分內(nèi)容，” 實體造型/增材制造導師Brad McConnell說道。
一個忠實還原老式書架的復制書架
“在增材制造領域，我們強調(diào)的一項技術就是三維掃描，”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計和短期生產(chǎn)，但他認為這項技術還有更廣闊的應用前景，包括藝術、消費品個性化定制、文物修復等。很快，他的話就應驗了。他的團隊被邀請參與一個文物保護項目——為一家古老的圖書館修復一件即將消失在歷史長河中的無價之寶。
這件寶貝就是19世紀卡內(nèi)基基金會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，只剩最后一個了。”
原側(cè)板在1800年代晚期由Carnegie Manufacturing制造
由于大學開設了增材制造模塊課程，McConnell和他的學生都掌握了豐富的知識儲備，足以找到合適的解決方案。要完成這項工作，必須把精度和細節(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，采用藍光技術，完美適合小型物體和大型物體的細節(jié)捕獲。Space Spider掃描精度高，色彩奪目，能輕松采集復雜幾何、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，既能獨立工作，也能配合其他埃太科（Artec 3D）三維掃描儀使用。
“學生和我完成了側(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（右）。
對McConnell團隊來說，捕獲高精度的真實數(shù)據(jù)，需要先反復嘗試。“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。我還發(fā)現(xiàn)，制作兩份效果精準的大掃描，要比多份小掃描好，也更容易對齊。”他補充道，“其余任何物體，掃描起來都是小菜一碟！”
在Artec Studio中對齊并處理后，用SLA和FFF打印設備打印修復好的側(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、募捐等。團隊還希望繼續(xù)保護圖書館的歷史，期待制作3D打印的砂模，并用黃銅、青銅或價低的鋼和鐵，來制作寶貴的書架側(cè)板。
“目前，我已經(jīng)復制了大約200個書架側(cè)板，沒花圖書館一分錢，每個以40美元價格出售，”McConnel表示。
根據(jù)原物三維模型新造的書架
通過該項目，McConnell和他的學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形態(tài)。”
但這些工作僅僅是一個開始。“我們受邀在當?shù)貓D書館進行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?shù)刂袑W合作。“圖書館和當?shù)仄髽I(yè)也都加入了這一行列。”
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