Что такое 3D-сканер?

Что такое 3D-сканер?

3D-сканер — это устройство, используемое для выполнения 3D-сканирования.

3D-сканирование относится к технологии сбора данных, связанных с формой, из реальных объектов и сред для создания цифровых 3D-моделей. 3D-сканер — это устройство, которое преобразует объекты в цифровые данные, в то время как 3D-принтер — это устройство, которое преобразует цифровые данные в объекты.

Применение 3D-сканеров

3D-сканеры широко используются в обрабатывающей промышленности. Во-первых, они полезны как инструменты контроля качества. Промышленные проверки продукции требуют размерных измерений с использованием различных измерительных приборов. Однако использование нескольких измерительных приборов требует навыков обращения с каждым прибором и большого количества времени для выполнения процесса измерения.

Используя 3D-сканер для создания 3D-данных объекта инспекции, можно проводить размерные измерения даже сложных деталей на цифровых данных. Также можно сравнивать 3D-данные с разработанной 3D-моделью. Помимо проверки качества, 3D-сканеры также используются в обратном проектировании.

Обратное проектирование используется для различных анализов, поскольку 3D-данные могут быть получены из фактического продукта. Создавая 3D-данные из продуктов конкурентов, для которых данные о конструкции недоступны, можно выполнить структурный анализ и провести сравнение с собственными продуктами компании.

За пределами производственной отрасли 3D-данные используются для цифрового архивирования исторических и культурных ценностей. Например, ценные каменные памятники могут быть сохранены в виде 3D-данных. Кроме того, развлекательные приложения, такие как анимация, производство фильмов и видеоигр, также являются отраслями, где используются 3D-сканеры.

Принцип 3D-сканера

Прежде всего, существуют контактные и бесконтактные 3D-сканеры, а также существует несколько бесконтактных методов. Здесь мы объясняем принципы трех наиболее распространенных методов.

1. Контактный 3D-сканер

Контактный 3D-сканер преобразует форму в координатные данные, приводя зонд в контакт с объектом. Хотя точность измерения высока из-за прямого контакта с объектом, требуется относительно длительное время измерения. Другим недостатком является то, что некоторые формы не могут быть пронизаны зондом, но контактные 3D-сканеры используются для объектов, которые не могут быть измерены бесконтактными методами.

2. Метод лазерного луча

Метод лазерного луча представляет собой бесконтактный 3D-сканер, который измеряет объект, излучая на него лазерный луч. Существует три основных типа методов лазерного луча: триангуляция, времяпролетный (TOF) и фазовое обнаружение.

Метод триангуляции очень точен и подходит для измерения узкой области, в то время как метод времени пролета подходит для измерения широкой области. Метод разности фаз, также называемый методом сдвига фаз, обеспечивает большой объем данных облака точек за относительно короткий промежуток времени, но имеет тенденцию производить большой объем данных от диффузно отраженных лазеров в виде шума.

3. Метод проекции светового узора

Метод проекции узорчатого света — еще один принцип, используемый в бесконтактных 3D-сканерах. Этот метод проецирует полосовой световой узор со сканера на объект и получает 3D-данные из отраженного света, который изменяется в соответствии с формой объекта. Поскольку источником света является не лазерный свет, а светодиод, его можно использовать на теле человека и получать цветовую информацию, поэтому он относительно широко используется.

Другая информация о 3D-сканерах

Точность 3D-сканера

3D-сканеры создают 3D-сканы объектов, но они не всегда идеально воспроизводят объект. Ошибки 3D-сканера возникают в положении облака точек объекта и расстоянии между облаками точек.

Продукты маркируются индикатором точности, поэтому важно выбирать продукт в соответствии с приемлемым пределом погрешности. Естественно, высокоточные продукты стоят дороже, но некоторые продукты позволяют проводить несколько измерений для компенсации ошибок.

Данные полигонов, созданные 3D-сканером, также можно вручную объединять для повышения точности. Данные полигонов — это данные, созданные с использованием элементов поверхности. Опыт важен для этого процесса, поскольку необходимо знать, как повысить точность, наиболее подходящую для объекта.