Niskobudżetowy druk 3D i fotogrametria w służbie ratowania kariery młodego piłkarza

Chociaż może nie słyszymy o tym na co dzień, technologie przyrostowe od dawna są z powodzeniem wykorzystywane w świecie sportów wyczynowych. Począwszy od różnego rodzaju akcesoriów, poprzez obuwie sportowe, a kończąc na medycynie – druk 3D od wielu lat jest jednym z narzędzi, które są stosowane do poprawy jakości sprzętu sportowego, bądź przyspieszenia wyleczenia kontuzji sportowców. Właśnie w tego typu ostatnim przypadku swoje możliwości miała okazję zaprezentować firma 3Dream z Łomianek k/ Warszawy.

Do firmy zgłosili się rodzice chłopca rozwijającego swoją karierę piłkarską, który odniósł stosunkowo niegroźną, acz wielce bolesną kontuzję złamania nosa. Zlecili 3Dream wykonanie maski ochronnej na twarz, która umożliwiłaby mu bezpieczne wznowienie treningów. Tego typu maski ochronne jakie są dostępne w sklepach, występują zazwyczaj tylko w jednym rozmiarze. Co gorsza – nie ma rozmiarów dziecięcych…

Projekt rozpoczął się od zeskanowania twarzy chłopca. Firma rozważała wykorzystanie do tego skanera 3D opartego o światło strukturalne, lecz ostatecznie zdecydowała się na metodę fotogrametrii, polegającą na wykonaniu dużej ilości zdjęć pod różnym kątem nachylenia aparatu i późniejszego łączenia ich w trójwymiarowy model. Kluczowy fragment twarzy w postaci nosa, kości policzkowych, oczodołów oraz czoła został zeskanowany z dokładnością do ok. +/- 1.5 mm.

Projekt maski został oparty na istniejących projektach. Główną inspiracją była maska noszona przez pewien czas przez czas przez reprezentanta Polski – Grzegorza Krychowiaka. 3Dream zaprojektował maskę w taki sposób, aby zamortyzować ewentualne uderzenie i rozłożyć jego siły opierając się o kości policzkowe pod oczodołami i na czole, jak również zostawić odpowiednio dużo wolnej przestrzeni na spuchnięty nos.

Na podstawie skanu 3D firma wykonała retopologię siatki twarzy chłopca w taki sposób, aby idealnie dopasować ją do twarzy chłopca. Równocześnie wymodelowała odpowiednie uchwyty na gumy ściągające, dostosowując grubość modelu w taki sposób, aby był odpowiednio wytrzymały na ewentualne uderzenia. W pracy zostało wykorzystane oprogramowanie Maya, natomiast do obróbki skanów 3D – Photoscan.

Maska została wydrukowana na niskobudżetowej drukarce 3D Zortrax M200, przy użyciu poliwęglanu z Orbi-Techu. Poliwęglan jest bardzo wytrzymały w stosunku do innych materiałów stosowanych w niskobudżetowym druku 3D typu FDM i udarny. Jego dodatkową cechą jest przepuszczanie światła, co było o tyle ważne, że chłopiec chciał żeby maska jak najmniej rzucała się w oczy. Fragmenty styczne ze skórą zostały pokryte miękkim silikonem.

Dzięki wykorzystaniu technologii przyrostowych, 3Dream stworzyło nie tylko maskę przystosowaną dla dziecka, to na dodatek została ona spersonalizowana i dopasowanej idealnie do twarzy młodego zawodnika. Umożliwiło mu to powrót do przerwanej ale dobrze zapowiadającej się kariery piłkarskiej.