Быстрое развитие технологий 3d-сканирования привело к росту числа их возможных применений в различных сферах бизнеса и отраслях промышленности. Трехмерное сканирование сделало рабочие процессы более гибкими и эффективными с точки зрения временных и материальных затрат. Неудивительно поэтому, что все больше компаний активно внедряют эту технологию. Однако, с учетом огромного количества решений, доступных сегодня на рынке, процесс выбора подходящего 3d-сканера может стать затруднительным. В нашей статье мы рассмотрели основные вопросы, которые неизбежно возникнут у покупателя и помогут сделать оптимальный выбор в зависимости от ваших индивидуальных задач.
Перед тем как переходить к рассмотрению основных характеристик, на которые стоит обратить внимание перед приобретением трёхмерного сканера, мы ответим на вопрос - какие задачи могут быть решены с помощью этих устройств?
3д-сканеры используются прежде всего в целях обратного проектирования или реверс-инжиниринга, для выполнения контрольно- измерительные функций, а также для оцифровки существующих моделей для их последующей печати на 3d-принтере.
В рамках обратного проектирования (получения информации о готовом изделии, в частности, принципе его функционирования) 3d-сканер может решать следующие задачи:
Оцифровка предполагает быстрое получение трёхмерной модели уже существующего изделия. Это может быть полезно, например, когда был утерян CAD файл или чертёж нужной детали. 3d-модель, полученная в результате сканирования, может быть в последствии отправлена на печать на 3д-принтере.
Контрольно-измерительные функции 3д-сканера обеспечивают контроль геометрии изделий путём сравнения готовой детали и её трёхмерной CAD модели или чертежа. Иначе говоря, 3d-сканер выступает в данном случае в качестве инструмента контроля качества и помогает быстро выявить причину возникшего дефекта. При этом сканирование является более эффективным решением в сравнении с традиционными методами проведения замеров (с помощью ручных инструментов), так как обеспечивает более высокую точность и скорость работы. К основным преимуществам использования трёхмерного сканера для контроля геометрии относятся:
Обозначив основные сферы применения 3d-сканеров, мы можем перейти к рассмотрению тех вопросов, на которые необходимо ответить перед приобретением такого устройства.
Этот вопрос является самым важным при выборе 3d-сканера. Некоторые модели сканеров отлично подходят для оцифровки человеческого тела, но показывают посредственные результаты при работе со статическими объектами, обладающими мелкими элементами геометрии. Другие устройства способны с высокой точностью и качеством проработки оцифровывать изделия размерами от одного сантиметра до нескольких метров, но плохо подходят для трехмерного сканирования человека.
Кроме того, тип изделия, 3д-модель которого необходимо получить, может ограничивать выбор конкретной технологии трехмерного сканирования. Например, крупногабаритные объекты архитектуры могут быть эффективно оцифрованы лазерными сканерами. При этом устройства, использующие технологию структурированного света, не подойдут для решения такого вида задач.
Отдельное внимание стоит обратить на то, имеет ли для вас значение передача текстуры и цвета изделия, так как данная функция реализована не у всех 3d-сканеров.
Большинство 3d-сканеров разработаны для оцифровки деталей определенных габаритов, так как обладают полем обзора фиксированных размеров. Обычно производители предлагают разные модели для работы с небольшими (например, ювелирными) и крупногабаритными предметами (например, автомобилями).
Для работы с большими или очень крупными объектами, такими как грузовики, вагоны поездов или даже самолеты, оптимальным решением будет использование ручного 3д-сканера.
Для оцифровки объектов меньших габаритов, например, мебели, мотоциклов или статуй, подойдет стационарный 3д-сканер, позволяющий оператору перемещаться вокруг предмета и захватывать его труднодоступные места.
С задачей трехмерного сканирования комплексных промышленных изделий, для решения которой требуется точное соблюдение габаритов и геометрии, справится ручной высокоточный 3d-сканер.
Если вы планируете сканировать изделия одного размера, наилучшим вариантом будет выбрать 3д-сканер c одной зоной сканирования. Если же требуется оцифровывать объекты разных габаритов, от нескольких сантиметров до нескольких метров, лучше подобрать устройство с несколькими зонами сканирования и поддержкой режима сканирования по маркерам. Такие сканеры позволят работать как с небольшими и высоко детализированными предметами, так и крупными моделями благодаря функции автоматической регистрации сканирования по маркерам.
Точность сканирования – одна из важнейших характеристик 3d-сканера. Под этим параметром понимается отклонение каждой точки полученной трёхмерной модели от геометрии физического объекта. Единицей измерения при этом являются миллиметры или микроны (1 микрон = 0.001 мм).
Высокоточные 3d-сканеры (5 – 30 микрон). Такие устройства обеспечивают максимально возможную точность сканирования, благодаря чему находят широкое применение в наукоемких отраслях промышленности, например, аэрокосмической. Стоимость трёхмерных сканеров этого класса может составлять более $50 000.
3d-сканеры с точностью 30 – 100 микрон. Группа этих сканеров насчитывает наибольшее количество моделей и применяется в самых разных отраслях. Сканер с точностью 60 – 70 микрон подойдет для решения широкого спектра задач, обойдется такое устройство в $4000 – 9000.
3d-сканеры с точностью менее 100 микрон. Подобные сканеры используются в случаях, когда к точности измерений не предъявляется высоких требований. Устройства способны воспроизводить общую геометрию предметов, не являющихся частью функционального механизма. Стоимость в данном случае не привысит $3000.
Разрешающая способность – это расстояние между двумя соседними точками 3d-модели. Разрешение влияет на детализацию и размер файла – чем плотнее располагаются точки, тем больше элементов поверхности объекта содержит трёхмерная модель. При этом точность сканирования и разрешающая способность не являются взаимозависимыми параметрами. Например, высокоточный 3д-сканер может захватывать только 10 точек, в то время как менее точное устройство миллионы точек.
Таким образом, высокое разрешение необходимо тогда, когда принципиальное значение имеет детализация сканируемого объекта, например, при работе с небольшими скульптурами или ювелирными изделиями.
При этом для некоторых пользователей, наоборот, высокое разрешение 3d-модели не только не требуется, но может стать и существенной проблемой. Для создания и обработки таких моделей требуется много времени, а также использование высокопроизводительных компьютеров. Кроме того, если в последующем планируется распечатать деталь на 3d-принтере, это также займет больше времени, и не каждая установка справится с печатью всех мелких деталей геометрии.
Соответственно, если значение имеет скорость сканирования и 3д-печати, то лучше пожертвовать разрешением сканера.
Говоря о скорости трёхмерного сканирования, мы имеем в виду необходимое сканеру время для обработки объекта. В зависимости от технологии сканирования существует разные способы измерения скорости. Например, скорость сканеров, работающих по технологии структурированного света, рассчитывается по количеству кадров и точек, снятых за одну секунду. Профессиональное оборудование способно захватывать 16 кадров и 2 миллиона точек за одну секунду.
Лучшие модели лазерных VCSEL сканеров обрабатывают 80 кадров и 4 миллиона точек в секунду, в то время как lidar сканеры справляются с 200 000 точек в секунду.
Высокая скорость сканирования особенно необходима в случае работы с крупными объектами, а также подвижными предметами, не способными в течение долгого времени сохранять одно и то же положение.
Важно помнить, что программное обеспечение играет важную роль в процессе работы 3d-сканера. Компании, предлагающие профессиональные 3d-решения, стараются разрабатывать оптимальное программное обеспечение с целью расширения возможностей сканеров.
Производительный 3д-сканер, способный работать с объектами разных размеров, нуждается в настолько же мощном программном обеспечении, которое позволило бы безошибочно обрабатывать большой объем входящих данных.
Перед покупкой ознакомьтесь не только с возможностями оборудования, но и оцените, достаточно ли вам инструментов и функционала, содержащихся в программном обеспечении. Полезно также обратить внимание на то, выпускает ли производитель обновления своего ПО, ведь новая его версия способна превратить трёхмерный сканер в совершенно новый продукт.
Функции и опции, включенные в стоимость. 3д-сканеры, стоимость и технические характеристики которых похожи, могут иметь разное содержимое комплекта и отличаться по набору доступных по умолчанию функций. Обратите внимание, получите ли вы в заказе все необходимое, например, автоматический поворотный стол, модуль захвата текстур, кейс для переноски устройства и т.д.
Стоимость лицензии программного обеспечения и его обновлений. Оцените стоимость программного обеспечения, его обновлений и приобретения дополнительных лицензий. Некоторые производители, даже если покупатель приобретает безлимитное ПО, могут взимать дополнительную плату за его обновления. Более дорогой сканер, но с безлимитным программным обеспечением и бесплатными обновлениями может стать более выгодным решением.
Будьте внимательны к деталям. Если сканер поддерживает работу только со светоотражающими маркерами, подготовьте отдельный бюджет для их приобретения. В сравнении со стандартными маркерами они не могут быть распечатаны на обычном принтере.
Необходимы ли вам все доступные функции? Вы можете сэкономить, не приобретая некоторые из них. Например, настольный сканер, сопоставимый по производительности с дорогим ручным устройством, может быть приобретен в 4 раза дешевле – но тогда придется отказаться от идеи сканирования человеческого тела. Другим примером являются модели, которые можно купить без некоторых дополнительных опций, например, функции сканирования цветных текстур.
Оформить заказ на профессиональный 3d-сканер вы можете в соответствующем разделе каталога нашего сайта. Также предлагаем обратиться к нашим специалистам для получения консультации и помощи в поиске оптимального решения ваших задач.