roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.


Алгоритм заполния модели по типу костной ткани

Обсуждение технологии печати на 3D принтерах. Самостоятельное изготовление и приобретение. RepRap и его последователи.

Алгоритм заполния модели по типу костной ткани

Сообщение treedy » 11 сен 2017, 14:46

Существуют ли слайсеры (или плагины к ним), которые умеют заполнять модель по bone algorithm?
Вложения
tetra3.jpg
tetra3.jpg (39.72 КиБ) Просмотров: 1610
15488b21a334af73c9527dcd6084e088.jpg
Пример
treedy
 
Сообщения: 2
Зарегистрирован: 30 сен 2015, 20:38

Re: Алгоритм заполния модели по типу костной ткани

Сообщение Harh » 11 сен 2017, 14:51

Предметно не интересовался, но вродь MeshMixer нечто подобное умеет:
https://edditiveblog.files.wordpress.co ... header.jpg
Аватара пользователя
Harh
 
Сообщения: 790
Зарегистрирован: 04 сен 2013, 12:52
Откуда: Челябинск
ФИО: Игнат

Re: Алгоритм заполния модели по типу костной ткани

Сообщение Myp » 11 сен 2017, 19:25

максимально подобное видел только 3Д соты.
<telepathmode>На вопросы отвечает Бригадир Телепатов!</telepathmode>
Всё уже придумано до нас!
Аватара пользователя
Myp
скрытый хозяин вселенной :)
 
Сообщения: 17491
Зарегистрирован: 18 сен 2006, 12:26
Откуда: Тверь по прозвищу Дверь
прог. языки: псевдокод =) сила в алгоритме!
ФИО: глубокоуважаемый Фёдор Анатольевич

Re: Алгоритм заполния модели по типу костной ткани

Сообщение Angel71 » 12 сен 2017, 04:51

двумерная сота, как и куча других паттернов это больше для красоты и немного для снижения веса/расхода материала. на свойство кроме материала влияет форма. те же безвоздушные покрышки похоже стало модно так делать. а трёхмерная сота... уже лучше, но всё-равно не то. такая структура, как у кости в некоторых случаях намного лучше. могу ошибаться, но что-то подсказывает, что искать будет проще используя фразы не из бионики, а что-то более популярного "трёхмерная диаграмма вороного", "voronoi diagram", "voronoi pattern",... для сферической коняшки в вакууме ещё более хорощей структурой может оказаться гироид/gyroid.
Аватара пользователя
Angel71
 
Сообщения: 10090
Зарегистрирован: 18 апр 2009, 22:18
Предупреждения: -1

Re: Алгоритм заполния модели по типу костной ткани

Сообщение how_eee » 04 окт 2017, 01:14

Очень ошибаешься. Почитай что такое панели с сотовым заполнителем и какая у них жёсткость на изгиб.
Аватара пользователя
how_eee
 
Сообщения: 625
Зарегистрирован: 05 янв 2013, 21:42
Откуда: Ташкент, Питер, Москва

Re: Алгоритм заполния модели по типу костной ткани

Сообщение Angel71 » 05 окт 2017, 09:59

есть куча тестов и таких двумерных сот и трёхмерных на сжатие под прессом под различными углами. далеко не для любой задачи подойдёт. с изгибом улыбнуло :) это сендвич как бы, ну или если понятней будет, то ортотропная плита. замени соты на треуголиники, квадратики,... и особо ничего не поменяется. достань из панели этот сотовый наполнитель и гнуться он будет намного лучше. тот же картон и тонкий аллюминий вообще сильно и без особых усилий будет и изгибаться и сжиматься/растягиваться как гармошка.
Аватара пользователя
Angel71
 
Сообщения: 10090
Зарегистрирован: 18 апр 2009, 22:18
Предупреждения: -1

Re: Алгоритм заполния модели по типу костной ткани

Сообщение capricornusx » 27 ноя 2017, 20:45

Нашел такую статью:
https://www.researchgate.net/publication/306187493_Infill_Optimization_for_Additive_Manufacturing_--_Approaching_Bone-like_Porous_Structures

Но там идёт еще поиск истины и рабочих алгоритмов не видно. Особенно таких, чтобы в слайсере использовать. Может кто-то лучше знает английский, разберется.

Спойлер
Изображение
capricornusx
 
Сообщения: 2
Зарегистрирован: 27 ноя 2017, 16:47

Re: Алгоритм заполния модели по типу костной ткани

Сообщение TedBeer » 28 ноя 2017, 15:25

capricornusx писал(а):Но там идёт еще поиск истины и рабочих алгоритмов не видно.

Там собственно и рассказываются подробности про алгоритм. Статья по ссылке доступна целиком. Они приводят ссылки на другие подходы генерации заполнения по типу костной ткани и описывают в формулах свой. Я не стал вникать в детали, пробежал по диагонали.
Авторы используют классический(что бы это не значило) топологический оптимизационный алгоритм. Их новшество - это дополнительное ограничение на локальную плотность вокселей(материала). В качестве примера разбирают двухмерный случай. Базовый алгоритм для заданной плотности материала создает такую оптимизацию:
bone-c.jpg
bone-c.jpg (13.82 КиБ) Просмотров: 699

Тут видно сплошные куски(черное) и большие пустые области(белое). Дополнительное ограничение на локальную плотность вокруг каждого вокселя дает уже другую картинку:
bone-b.jpg
bone-b.jpg (38.01 КиБ) Просмотров: 701

Здесь сгенерированные микроячейки расположены соответственно элипсоидным глифам с картины визуализации тензорного поля напряжений оригинального сплошного образца:
bone-d.jpg
bone-d.jpg (34.49 КиБ) Просмотров: 700

Что, видимо, должно опосредованно указывать на правильность выбранного подхода.
Вот собственно алгоритм(ссылок на конкретную реализацию нет):
bone-algorithm.png


А дальше они дополняют алгоритм парой фильтров. Один для точного подсчета использованного материала, т.к. алгоритм дает приблизительную результирующую плотность материала, а не точно заданную. Анизотропный фильтр посвящен ситуации, когда сила действует не в одном направлении, а может быть приложена в разных направлениях. Потом идет исследование полученных структур, сравнение с регулярным заполнением(сотовые структуры, ромбические) и с классической оптимизацией, как они работают в случае повреждения и как отвечают на приложенные силы.

Добавлено спустя 20 минут 9 секунд:
А вот собственно руководство от этих авторов по Топологической Оптимизации(доступно за оплату)
Аватара пользователя
TedBeer
 
Сообщения: 1116
Зарегистрирован: 08 авг 2012, 00:38
Откуда: Нидерланды, Алмере
Skype: edwbes
ФИО: Эдуард

Re: Алгоритм заполния модели по типу костной ткани

Сообщение capricornusx » 28 ноя 2017, 20:07

TedBeer писал(а):
capricornusx писал(а):Но там идёт еще поиск истины и рабочих алгоритмов не видно.


Вот собственно алгоритм(ссылок на конкретную реализацию нет):
bone-algorithm.png


А дальше они дополняют алгоритм парой фильтров. Один для точного подсчета использованного материала, т.к. алгоритм дает приблизительную результирующую плотность материала, а не точно заданную. Анизотропный фильтр посвящен ситуации, когда сила действует не в одном направлении, а может быть приложена в разных направлениях. Потом идет исследование полученных структур, сравнение с регулярным заполнением(сотовые структуры, ромбические) и с классической оптимизацией, как они работают в случае повреждения и как отвечают на приложенные силы.


Уже интересней. Сейчас подумал, что недавно встречал новости от Autodesk:


Мне кажется это смежные области, интересны по своему и могу быть использованы совместно. Допустим, наши кости тоже имеют свои особенности в конфигурации в зависимости от выполняемых задач. Начиная от внутреннего заполнения, заканчивая вариативностью крепления мышц. Для 3D печати сделать универсальный алгоритм, который будет заполнять модель как сейчас делает Honeycomb, ну так себе затея (хотя нужны эксперименты на прочность/экономичность).

Очень интересная область, но где столько времени взять, хотя бы попробовать реализовать какой-нибудь "фильтр на питоне"...
capricornusx
 
Сообщения: 2
Зарегистрирован: 27 ноя 2017, 16:47

Re: Алгоритм заполния модели по типу костной ткани

Сообщение Myp » 28 ноя 2017, 21:54

но тут же моделируют заполнение с учётом приложения сил... откуда слайсеру знать про силы?
а случайная структура наврятли будет радикально лучше обычных 3Д сот.

тут ещё подумалось...
есть ПО для оптимизации модели с учётом приложения сил, убирает пластик в неиспользуемых под нагрузкой местах, а там где надо наоборот оставляет
можно попробовать совместить исходную модель с оптимизированной, чтобы печаталась кагбы одна в одной, получится эстетичная модель с усиленной прочностью под расчётные нагрузки.
где-то я даже онлайн оптимизатор видел, там можно было выбирать места приложения сил на STL модельке, ставить вектора сил, а он уже оптимизировал модель.
<telepathmode>На вопросы отвечает Бригадир Телепатов!</telepathmode>
Всё уже придумано до нас!
Аватара пользователя
Myp
скрытый хозяин вселенной :)
 
Сообщения: 17491
Зарегистрирован: 18 сен 2006, 12:26
Откуда: Тверь по прозвищу Дверь
прог. языки: псевдокод =) сила в алгоритме!
ФИО: глубокоуважаемый Фёдор Анатольевич

Re: Алгоритм заполния модели по типу костной ткани

Сообщение TedBeer » 28 ноя 2017, 22:27

capricornusx писал(а):Для 3D печати сделать универсальный алгоритм, который будет заполнять модель как сейчас делает Honeycomb, ну так себе затея (хотя нужны эксперименты на прочность/экономичность).

В конце статьи они сравнивают же свою реализацию с заполнением сотами и ромбами.

Myp писал(а):но тут же моделируют заполнение с учётом приложения сил... откуда слайсеру знать про силы?

Они и предлагают зашивать алгоритм в модельный софт. Я думаю это такая ненавязчивая продажа технологии заинтересованным производителям софта.

Myp писал(а):можно попробовать совместить исходную модель с оптимизированной, чтобы печаталась кагбы одна в одной, получится эстетичная модель с усиленной прочностью под расчётные нагрузки.

Так оптимизированная модель это и есть обычная эстетичная, там только заполнение соптимизировано.
Если у кого есть желание, пройдите по ссылке на китайца - там есть модели(половинки) с этим заполнением в формате .obj
Аватара пользователя
TedBeer
 
Сообщения: 1116
Зарегистрирован: 08 авг 2012, 00:38
Откуда: Нидерланды, Алмере
Skype: edwbes
ФИО: Эдуард

Re: Алгоритм заполния модели по типу костной ткани

Сообщение Myp » 28 ноя 2017, 22:52

софта с топологической оптимизацией много, как платного так и бесплатного
для стандартных прог есть разные плагины и т.п., даже в нетфаб вроде как эту петрушку добавили.
вроде этот я пробовал онлайн http://www.cloudtopopt.com/, получается слегка корявенько но похоже на правду

я предлагаю способ как в домашних условиях опробовать, взять модель, соптимизировать её, засунуть новую модель внутрь исходной модели и отслайсить получившегося франкенштейна
сликер позволяет использовать вторую модель как модификатор инфила для первой.
тобишь внутри модели базовой, с инфилом например 15%, сликер дополнительно отслайсит жёсткий топологически оптимизированный каркас с инфилом 100%
получится определённо более лёгкая модель но по прочности сравнимая с 100% инфилом.

ЗЫ
а вобще изначально речь шла вроде как просто про алгоритм красивый, без цели оптимизации, но автор давно не появлялся))
<telepathmode>На вопросы отвечает Бригадир Телепатов!</telepathmode>
Всё уже придумано до нас!
Аватара пользователя
Myp
скрытый хозяин вселенной :)
 
Сообщения: 17491
Зарегистрирован: 18 сен 2006, 12:26
Откуда: Тверь по прозвищу Дверь
прог. языки: псевдокод =) сила в алгоритме!
ФИО: глубокоуважаемый Фёдор Анатольевич


Вернуться в 3D печать

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Google Adsense [Bot] и гости: 14

Mail.ru counter