Ранее было сказано, что мы освоили гуманное трехмерное сканирование реальных объектов из мира антиквариата. Это так. Но за рамками остались сложности, которые пришлось преодолеть, и их достаточно много. С течением времени, по мере формирования личного опыта, удалось проблемы решить и сформулировать мысли, допустимые и необходимые к публикации с точек зрения и защиты авторсикх прав, и саморекламы, и защиты страждущих от получения боли и отчаянья от порчи неудачными экспериментами уникальных сканируемых объектов.
Методы трехмерного сканирования как способ создания трехмерных моделей реальных объектов грубо делятся на фуфломицинные, в духе модели изучения иностранного языка «под гипнозом во сне», и работающие. С учетом того, что реальные объекты, достойные трехмерного сканирования, это арт-объекты, скорее всего антиквариат, со всеми отметками времени, сразу становится понятен ассортимент материалов, объектов — это деревянные, металлические, стеклянные, керамические, каменные, бумажные и т.п. изделия. Так вот всякие там фотограмметрии, «воссоздание по фотографии», трехмерная лепка, ультразвук, емкостные метоты, световые, лазерные увы, не рабочие. Всевозможные способы, основанные на отражении тех, или иных волн, будь то механические волны (звук, ультразвук), или электромагнитные (свет, магнетизм, емкостные) увы, из-за монообразия свойств не работают. Божественные следы времени в виде патины, местами почти абсолютно черной, и натертые до блеска потертости убивают все световые методы. Отражение звуковой волны от блестящей и патинированной поверхности, металла, дерева и подгнившего дерева столь различны, что основанные на звуковых волнах методы тоже не рабочие.
Реально работающие методы — контактное сканирование. Нежно, в теории — перышком, ищем точку контакта со сканируемым объектом, находим контакт и записываем точку контакта. Оптимисты, и мы по началу тоже, обрадовавшись снизившимся ценам на контактыне датчики по картинке —
цена вопроса немного выше 3000 руб. в ценах осени 2025г. покупают и думают, ну все, задача решена! Радость оптимистов понятна — ранее такого рода датчики от мастеровитых изготовителей (Verser, наш человек, Сергей, честь ему и хвала за работу) стоили близко к 300$ и это считалось очень дешево по сравнению с оригинальными Renishaw. Китайский, конечно, хуже и по электронике, и по величине хода щупа, причем многократно, но не специалистам этого не понять. Однако общим является то, что — диаметр кончика 2мм и усилие пружины, обеспечивающей работу датчика. Кончик в 2мм не просунуть куда надо у реального объекта. А усилие пружины столь значительно, что…. Если попробовать найти край пальца, то будет очень больно, если карй поролона — будет продавлен насквозь, если найти поверхность подстаканника, то будет микровмятина и нарушение оксидной пленки (патины). Хорошо, что у автора хватило ума попробовать на донышке личного пдстаканника и провести замеры усилий.
А замеры таковы — усилие вертикального срабатывания датчика такого рода порядка 0,5кг. Замена пружины на менее сильную приводит к тому, что раз в несколько сотен или тысяч проб датчик не возвращается в исходное положение. Автору пришлось такой датчик полностью разобрать и попытаться изменить конструкцию его позолоченных контактов — это позволило добиться устойчивой работы с усилием срабатывания порядка 215гр. десятки тысяч раз подряд, но не сотни.
И что же такое 215гр. усилия срабатывания? Это примерно 2,11 Ньютона. Формулу давления, надеюсь, помнят все — Силу поделить на Площадь, Ньютоны делить на Метры Квадратные. У шарика диаметром 2мм при касании с плоским дном площадь касания стремится у нулю, но любой материал имеет свойство упругости — немного прогнется, площадь контакта растет. Вопрос лишь в том, выгнется ли обратно? Да, выгнется, если создаваемое давление будет МЕНЬШЕ предела прочности материала. Чему же равен предел прочности материалов? У дерева поперек волокон порядка 4-5МПа (МегаПаскалей), у серебра ок. 157МПа, меди ок. 200МПа, керамики на много больше, а вот олова, лежащего в основе сплава Британий, всего лишь от 14МПа. и это значение обеспечивает радиус контакта в 0.22мм.! Т.е. щуп будет продавливаться в сплав до тех пор, пока диаметр лунки не достигнет 0.44мм! (после этого площадь вырастет, что снизит давление до величин, меньше, чем предел прочности и рост размера лунки прекратится). Конечно, сплав на то и сплав, чтобы его свойства были лучше, чем исходного материала. Оригинальный сплав существенно прочнее исходного олова, данные не раскрываются, но обильно представленные на антикварном рынке польские и российские изделия в духе WMF, не говоря уже о польских Плевкевичах, ощутимо слабее Британия. А дерево даже твердых пород (дуб) в три раза слабее даже оригинального олова, что уж говорить про обычные для резных изделий породы.
В итоге пришлось создавать свою собственную конструкцию датчика для трехмерного сканирования с усилием срабатывания в единицы граммов. Вполне достойный результат для прославления российской инженерной мысли — усилие срабатывания порядка 7 граммов, что на кончике иглы диаметром 0.1мм создает давление меньше 65КПа. В 65 раз мягче, нежнее прославленных промышленных датчиков.