Plus d’informations sur le désormais célèbre pilote de l’imprimante 3D Cuttlefish®.
Des chercheurs de l’équipe Impression 3D du Fraunhofer IGD ont récemment publié un article intitulé « Displaced Signed Distance Fields for Additive Manufacturing », qui propose une solution pour augmenter l’efficacité de l’impression 3D à la résolution native du dispositif.
Le fait est que le niveau de résolution et de précision atteint par le matériel de la génération actuelle d’imprimantes 3D permet une reproduction toujours plus réaliste des surfaces. Dans le même temps, des facteurs tels que la taille des fichiers, la transmission et le temps de traitement ajoutent une couche supplémentaire de complexité. Cela est dû au nombre élevé de polygones nécessaires pour se rapprocher de la surface souhaitée, en particulier pour les grandes tailles d’impression.
Avec le pilote d’imprimante 3D Cuttlefish®, même les textures les plus fines peuvent être reproduites avec efficacité et robustesse à une taille de fichier réduite – un facteur décisif dans tout travail d’impression de grande taille. Cette solution permettrait d’accroître encore l’efficacité de l’impression 3D à la résolution native du dispositif, notamment avec la technologie de projection multi-matériaux, comme annoncé récemment pour les applications Stratasys Polyjet.
Selon l’institut de recherche, l’intérêt de cette nouvelle technique réside dans la manière dont elle divise la représentation de la surface en parties macroscopiques et mésoscopiques, et utilise ces dernières pour reproduire à la fois les détails de la surface à petite échelle et les surfaces à courbes douces. Il en résulte un avantage en termes d’efficacité qui augmente avec la mise à l’échelle, notamment pour les gros travaux d’impression, par rapport au raffinement de la tessellation de la surface à l’aide de primitives plates.
D’un point de vue technique, il convient de noter que les algorithmes utilisés sont appelés « champs de distance signés déplacés » (Displaced Signed Distance Fields for Additive Manufacturing). Les chercheurs expliquent qu’ils augmentent la représentation quasi omniprésente des champs de distance signés avec un champ de déplacement, spécifiant le décalage de l’approximation d’entrée par rapport à la surface réelle. Cela permet de coder implicitement les surfaces à courbes douces ou à détails fins par rapport à une tessellation grossière. Pour l’impression 3D, les modèles générés par des opérateurs humains ou par un pipeline de numérisation doivent être convertis en maillages de polygones. Pour une taille d’impression fixe, un nombre fixe de polygones suffit pour imprimer l’objet avec la précision de l’imprimante, mais pour des tailles d’impression plus grandes, il faut une tessellation plus fine, potentiellement avec beaucoup plus de polygones.
L’exemple d’une sphère ordinaire illustre le problème : la sphère imprimée peut sembler ronde avec un certain nombre de polygones, mais si l’objet est imprimé plus grand avec le même maillage de polygones, la sphère ne semble plus ronde. Les champs de distance signée déplacée codent la différence entre le maillage d’entrée plat par morceaux et la surface réelle de la sphère, à la précision de l’imprimante 3D.
Les champs de distance signés déplacés représentent la surface de la forme de manière implicite, ce qui permet une régularisation volumétrique de la fonction implicite et un calcul robuste à partir de données de surface incomplètes ou se chevauchant. Ceci est particulièrement pertinent dans l’impression 3D, car les informations traitées in situ ne peuvent pas être corrigées. Les nouveaux algorithmes du pilote d’impression 3D Cuttlefish® permettent donc d’obtenir des surfaces très détaillées et lisses à partir de maillages à faible polarité, selon une approche robuste et compatible avec le streaming.
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