3D-Printing mit der PolyJet-Technologie von Objet

Objet Geometries Ltd entwickelt und produziert Rapid Prototyping Systeme und Materialien auf Basis der Polyjet-Technologie und bietet diese im internationalen Markt an. Objet ist der „Pionier“ in der Entwicklung der Polyjet-Technologie zur schnellen Erstellung von hochwertigen Modellen aus den 3D-Daten der Design- und CAx-Systeme. Die Oberflächenqualität, die schnelle Reinigung des Supportmaterials mit Hilfe eines Wasserstrahls, die Bauteilqualität hinsichtlich der Genauigkeit sowie die einfache Bedienung der Systeme zu einem hervorragenden Preis/Leistungsverhältnis zeichnen Objet als Marktführer dieser Technologie aus. Die Systeme von Objet sind insbesondere für den Anwender in Design und Engineering konzipiert und können in einer Büroumgebung betrieben werden. Die verwendeten Materialien sind für den Anwender ohne jegliche Gefahr einsetzbar und sind von einem deutschen Institut mit entsprechenden Zertifikaten dokumentiert. Die Produktlinie von Objet ermöglicht im Design und Engineering die Zeiten in der Produktentwicklung erheblich zu reduzieren. Kunden von Objet sind in Nordamerika, Europa, Asien und Australien zu finden, viele von ihnen sind bedeutende Unternehmen aus den Märkten Automobilindustrie, Elektronik/Elektrotechnik, Spielwaren, Medizin, Konsumerprodukte, Schuhindustrie, Schmuckindustrie und vielen anderen Branchen. Objet wurde 1998 gegründet und befindet sich im privaten Besitz. Das Unternehmen wird von Investoren wie der Scitex Corporation sowie von weiteren privaten Investoren, Unternehmer-Kapitalfonden and Kooperationen in USA, Japan, Europa und Israel unterstützt. Aus Wettbewerbsgründen werden Unternehmenszahlen derzeit nicht öffentlich zur Verfügung gestellt. Das Unternehmen beschäftigt zur Zeit weltweit ca. 75 Mitarbeiter und verfügt über eigene Vertriebs- und Servicecenter in den USA und Europa, sowie Vertriebspartnern in der ganzen Welt. Seit Mitte 2001 wurden über 170 Systeme weltweit vermarktet und installiert. Der Vortrag anlässlich der RapidTech wird diese noch recht „junge“ Technologie, deren Vorteile für den Anwender sowie die möglichen Applikationen an Hand von konkreten Beispielen im Detail erläutern.

Neue Dimensionen in der 3D-Drucktechnologie

Die heute kommerziell verfügbaren generativen Fertigungsverfahren und deren Folgeprozesse ermöglichen die Verarbeitung einer Vielzahl unterschiedlicher Werkstoffe. Bei der Herstellung von funktionalen Prototypen werden die Leistungsgrenzen dieser Technologien jedoch schnell erreicht, sodass Kompromisse und Einschränkungen beim Einsatz der Prototypen in Kauf genommen werden müssen. Die Gründe hierfür liegen bei den sehr hohen Anforderungen, die sowohl an das Serienteil als auch an die Prototypen gestellt werden. Alle Forderungen bezüglich der mechanischen, topographischen und physikalischen Eigenschaften zu erfüllen, ist aus technologischer Sicht nicht möglich, da die RP-Verfahren nicht die Fertigungsbedingungen in der Serienproduktion abbilden können. Um dennoch der steigenden Nachfrage speziell der kunststoffverarbeitenden Industrie nach serienidentischen Prototypen und funktionalen Kleinserien nach zu kommen, wurde ein neues Werkstoff-, Technologie- und Maschinenkonzept basierend auf der 3D-Drucktechnologie entwickelt.

Fitting 3D morphable models using implicit representations

We consider the problem of approximating the 3D scan of a real object through an affine combination of examples. Common approaches depend either on the explicit estimation of point-to-point correspondences or on 2-dimensional projections of the target mesh; both present drawbacks. We follow an approach similar to [IF03] by representing the target via an implicit function, whose values at the vertices of the approximation are used to define a robust cost function. The problem is approached in two steps, by approximating first a coarse implicit representation of the whole target, and then finer, local ones; the local approximations are then merged together with a Poisson-based method. We report the results of applying our method on a subset of 3D scans from the Face Recognition Grand Challenge v.1.0.

Predictive-DCT Coding for 3D Mesh Sequences Compression

This paper proposes a new compression algorithm for dynamic 3d meshes. In such a sequence of meshes, neighboring vertices have a strong tendency to behave similarly and the degree of dependencies between their locations in two successive frames is very large which can be efficiently exploited using a combination of Predictive and DCT coders (PDCT). Our strategy gathers mesh vertices of similar motions into clusters, establish a local coordinate frame (LCF) for each cluster and encodes frame by frame and each cluster separately. The vertices of each cluster have small variation over a time relative to the LCF. Therefore, the location of each new vertex is well predicted from its location in the previous frame relative to the LCF of its cluster. The difference between the original and the predicted local coordinates are then transformed into frequency domain using DCT. The resulting DCT coefficients are quantized and compressed with entropy coding. The original sequence of meshes can be reconstructed from only a few non-zero DCT coefficients without significant loss in visual quality. Experimental results show that our strategy outperforms or comes close to other coders.

Biokompatible Pulver-Binder-Systeme für das 3D-Drucken von ImplantatenBiokompatible Pulver-Binder-Systeme für das 3D-Drucken von Implantaten

Calciumphosphate werden auf Grund ihrer chemischen und strukturellen Ähnlichkeit mit der mineralischen Phase des humanen Knochens und ihrer osteokonduktiven Eigenschaften seit langem als Implantatmaterialien eingesetzt. Auf Basis dieser Stoffklasse war es unser Ziel, patientenspezifische Implantate mit individuell angepasster, komplexer Geometrie und Strukturierung zu entwickeln, die sich möglichst exakt in den Knochendefekt einpassen lassen und damit zu einer Stabilisierung des Knochenlagers beitragen.

SD300 – 3D Drucken wie es sein soll

Rapid Technologien haben sich im Laufe der letzten Jahre fest im Produktentstehungsprozess der BMW Group etabliert und bilden in den meisten Fällen bei der Prototypenherstellung eine zeit- und kostengünstige Alternative zu konventionellen Herstellungsmethoden. Neben der geometrischen Absicherung werden generative Verfahren vermehrt zur so genannten „Funktionalen Erprobung“ herangezogen.

Oberflaechenverbesserung im 3D-Druck mittels hoeherer Aufloesung

Mit pulvergestützten 3D-Druckprozessen verbindet der Anwender bislang vor allem eine hohe Prozessgeschwindigkeiten bei mäßiger Genauigkeit und Oberflächenqualität. Dass das auch anders geht zeigt der vorliegende Artikel.

Evaluation of Binocular Eye Trackers and Algorithms for 3D Gaze Interaction in Virtual Reality Environments

Tracking user’s visual attention is a fundamental aspect in novel human-computer interaction paradigms found in Virtual Reality. For example, multimodal interfaces or dialogue-based communications with virtual and real agents greatly benefit from the analysis of the user’s visual attention as a vital source for deictic references or turn-taking signals. Current approaches to determine visual attention rely primarily on monocular eye trackers. Hence they are restricted to the interpretation of two-dimensional fixations relative to a defined area of projection. The study presented in this article compares precision, accuracy and application performance of two binocular eye tracking devices. Two algorithms are compared which derive depth information as required for visual attention-based 3D interfaces. This information is further applied to an improved VR selection task in which a binocular eye tracker and an adaptive neural network algorithm is used during the disambiguation of partly occluded objects.

Von der Idee bis zum fertigen Produkt - 3D-Drucken mit der PolyJetTM -Technologie von OBJECT

Um mit den immer kürzer werdenden Produkteinführungszeiten Schritt halten zu können, die der harte Wettbewerb heute vorgibt, setzt die produzierende Industrie mehr und mehr auf das 3D-Drucken von Prototypen. Mit dieser Produktionsmethode lassen sich technische Probleme schon in der frühen Entwicklungsphase lösen. Dies spart Kosten und beschleunigt die Entwicklungsschritte. Die innovative PolyJetTM-Technologie von Objet setzt neue Maßstäbe im 3D-Drucken. 
Die Besonderheit: Modelle aus hauchdünnen Materialschichten. So können mit der 
PolyJetTM-Technologie detailgetreue Modelle extrem schnell, einfach und sauber realisiert werden – und das mit hervorragender Oberflächenqualität

An Empirical Study of Non-Rigid Surface Feature Matching of Human from 3D Video

This paper presents an empirical study of affine invariant feature detectors to perform matching on video sequences of people with non-rigid surface deformation. Recent advances in feature detection and wide baseline matching have focused on static scenes. Video frames of human movement capture highly non-rigid deformation such as loose hair, cloth creases, skin stretching and free flowing clothing. This study evaluates the performance of six widely used feature detectors for sparse temporal correspondence on single view and multiple view video sequences. Quantitative evaluation is performed of both the number of features detected and their temporal matching against and without ground truth correspondence. Recall-accuracy analysis of feature matching is reported for temporal correspondence on single view and multiple view sequences of people with variation in clothing and movement. This analysis identifies that existing feature detection and matching algorithms are unreliable for fast movement with common clothing.

Algorithms For Automatic And Robust Registration Of 3D Head Scans

wo methods for registering laser-scans of human heads and transforming them to a new semantically consistent topology defined by a user-provided template mesh are described. Both algorithms are stated within the Iterative Closest Point framework. The first method is based on finding landmark correspondences by iteratively registering the vicinity of a landmark with a re-weighted error function. Thin-plate spline interpolation is then used to deform the template mesh and finally the scan is resampled in the topology of the deformed template. The second algorithm employs a morphable shape model, which can be computed from a database of laser-scans using the first algorithm. It directly optimizes pose and shape of the morphable model. The use of the algorithm with PCA mixture models, where the shape is split up into regions each described by an individual subspace, is addressed. Mixture models require either blending or regularization strategies, both of which are described in detail. For both algorithms, strategies for filling in missing geometry for incomplete laser-scans are described. While an interpolation-based approach can be used to fill in small or smooth regions, the model-driven algorithm is capable of fitting a plausible complete head mesh to arbitrarily small geometry, which is known as "shape completion". The importance of regularization in the case of extreme shape completion is shown.

Visual Fixation for 3D Video Stabilization

Visual fixation is employed by humans and some animals to keep a specific 3D location at the center of the visual gaze. Inspired by this phenomenon in nature, this paper explores the idea to transfer this mechanism to the context of video stabilization for a handheld video camera. A novel approach is presented that stabilizes a video by fixating on automatically extracted 3D target points. This approach is different from existing automatic solutions that stabilize the video by smoothing. To determine the 3D target points, the recorded scene is analyzed with a stateof- the-art structure-from-motion algorithm, which estimates camera motion and reconstructs a 3D point cloud of the static scene objects. Special algorithms are presented that search either virtual or real 3D target points, which back-project close to the center of the image for as long a period of time as possible. The stabilization algorithm then transforms the original images of the sequence so that these 3D target points are kept exactly in the center of the image, which, in case of real 3D target points, produces a perfectly stable result at the image center. Furthermore, different methods of additional user interaction are investigated. It is shown that the stabilization process can easily be controlled and that it can be combined with state-of-theart tracking techniques in order to obtain a powerful image stabilization tool. The approach is evaluated on a variety of videos taken with a hand-held camera in natural scenes.

Language Learning in 3D Virtual World

Second Life (SL) is an ideal platform for language learning. It is called a Multi-User Virtual Environment, where users can have varieties of learning experiences in life-like environments. Numerous attempts have been made to use SL as a platform for language teaching and the possibility of SL as a means to promote conversational interactions has been reported. However, the research so far has largely focused on simply using SL without further augmentations for communication between learners or between teachers and learners in a school-like environment. Conversely, not enough attention has been paid to its controllability which builds on the embedded functions in SL. This study, based on the latest theories of second language acquisition, especially on the Task Based Language Teaching and the Interaction Hypothesis, proposes to design and implement an automatized interactive task space (AITS) where robotic agents work as interlocutors of learners. This paper presents a design that incorporates the SLA theories into SL and the implementation method of the design to construct AITS, fulfilling the controllability of SL. It also presents the result of the evaluation experiment conducted on the constructed AITS.