Implementace 3D tisku pro tvorbu fyzických modelů reliéfu a povrchu

Radek BARVÍŘ

Bachelor's thesis

Implementation of 3D printing for producing physical terrain and surface models

Abstract:

Práce se zabývá otestováním možnosti výroby fyzických modelů zemského reliéfu a povrchu pomocí 3D tiskárny Prusa i3. Jejím cílem je vytvoření postupu převodu výškopisných dat na fyzický model, nalezení vhodných nastavení pro toto specifické použití 3D tisku ověřené na několika modelech vytvořených z dostupných dat, jako jsou DMR 4G, DMR 5G, DMP 1G, NASA SRTM a ASTER GDEM. Dalším cílem práce je otestování možnosti výroby modelu složeného z několika částí na případu velkého modelu České republiky v měřítku 1 : 700 000. Na modelech je také testována možnost přidání textu a jiných kompozičních prvků mapy. Předzpracování dat proběhlo v softwaru ArcGIS for Desktop 10.2 a ERDAS Imagine 2013. Výstupní rastr byl převeden na 3D objekt a upraven v modelovacím programu Rhinoceros 5. Pro rozřezání modelu na jednotlivé vrstvy a definici tiskových parametrů byla využita open-source aplikace slic3r. Ovládání tiskárny a finální korekce probíhaly za použití softwarů Pronterface a OctoPrint. Výsledkem je celý postup práce od výběru a předzpracování dat přes vytvoření virtuálního 3D modelu použitelného pro metodu 3D tisku až po jeho vytištění ve formě navazujících kroků v použitém softwaru, dále vytvořená tisková nastavení a modely. Fyzické modely vzniklé během práce včetně složeného modelu České republiky jsou pak přiloženy jako přílohy stejně jako jejich digitální obdoby na nosiči DVD. Přiložena jsou také vytvořená tisková nastavení.

Abstract:

The bachelor thesis is focused on testing of the possibility of creating physical terrain and surface models using Prusa i3 3D printer. Its objective is to develop a procedure of transferring digital elevation data into a physical model and finding a suitable print settings for this specific use of 3D printing validated on several models created from available data. These data include the 4th and 5th generation of the digital terrain model and the 1st generation of the digital surface model borrowed from Czech Office for Surveying, Mapping and Cadastre as well as global data like NASA SRTM and ASTER GDEM. Another objective was to test the possibility of creating a larger model consisting of several individual, e.g. the model of the Czech Republic scaled 1 : 700,000. The possibility of adding text and other compositional elements of the map is also tested on the models. The preprocessing of the data was done in ArcGIS for Desktop 10.2 a ERDAS Imagine 2013 software. The output raster was then converted into 3D object and modified in Rhinoceros 5. For the model slicing and print settings the open-source application slic3r was used. The printer was controlled by Pronterface and OctoPrint. The complete workflow from preprocessing of the data to the printing process itself including step-by-step instructions, used tools and screenshots is the main result of the thesis as well as the created models and prepared print settings. Physical models and their digital equivalents and print settings placed on DVD are included in the form of annexes.

Keywords

3D tisk, Prusa i3, model reliéfu, model povrchu

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 5. 2015

Accessible from:: 12. 5. 2015

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Jan Brus, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Geography / Geoinformatics and Geography