3D-сканер — Как работает 3D сканер?

Представьте, что вы получили в подарок шкатулку от бабушки, которая вам очень важна как память. Она уже старая, и вот, наступил момент, когда шкатулка разбилась. Такую уже не купишь. Именно в этот момент на помощь приходит  3D- сканер. Естественно, сразу сделать шкатулку не получится, но сканер сделает трехмерную модель. Далее останется всего лишь напечатать шкатулку на 3Д-принтере. 3D-модель можно создать и в разных программах, но через сканер это делается в разы быстрее.

3D-сканирование имеет массу возможностей, при этом ограничения по размеру модели полностью отсутствуют – можно создать модель даже квартиры, людей или спортивной площадки. С помощью 3D-сканирования можно также создать различные детали – он очень маленьких, до огромных.

Как работает 3D сканер?

3Д сканирование по принципу работы похоже на функции глаза человека. Такой сканер может просчитать размер объекта и расстояние к нему. Так же, как человек имеет два глаза, у сканера есть 2 рабочих камеры. После того, как будет получена вся информация об объекте, сканер начинает делать 3D-модель. В разных сферах деятельности такими сканерами уже начали заменять некоторое оборудование на производствах. Популярны 3D-сканеры стали в медицинской сфере, в архитектуре, кино и т.д. Скоро без этого удивительного приспособления не обойдутся никакие фабрики и производства, потому что 3D-сканер действительно облегчает массу процессов.

За основу в работе 3Д сканера взят принцип стереозрения. Сканирующие камеры просчитывают расстояние, габариты и форму детали. Обычно в сканере имеется вспышка либо лазер, что позволяет максимально точно делать замеры. Картинки, которые получаются с обеих камер и показатели о поверхности детали отправляются на ПК.

Дальше данные подлежат обработке, делается анализ и выводится на экран в формате точечного облака. Это облако в дальнейшем потребуется доработать, чтобы из него получилась 3D-модель. Над этим процессом трудится квалифицированный специалист — 3D-моделлер. Трехмерное моделирование дает возможность создать модель любого, даже самого сложного объекта.

Если вы когда-нибудь делали скан текста, то понимаете, что дальше следует процесс распознавания. И лишь после этого его можно использовать в качестве документа какого-либо формата. Делать скан объемного объекта намного труднее.  Идеально 3D-сканирование подойдет для объектов, которые дальше будет нужно распечатать через 3Д-принтер. Трехмерное сканирование применяется, если очень сложно измерить предмет для построения модели.

Этапы 3D-сканирования объектов

  1. Составление ТЗ. Необходимо точно прописать все условия работы и итоги, которых вы ожидаете.
  2. Сканирование детали и получение точечного облака.
  3. Создание твердотельной модели (модели, готовой к 3D-печати) из облака точек.
  4. Доработка 3Д-модели (если это требуется).
  5. Дальше если требуется штучное изготовление, готовую модель грузят в 3D-принтер, и начинается печать. Для маленькой партии (до 300 штук) можно сделать форму из силикона и отливать объекты.

Методы 3Д-сканирования

Контактный. Чтобы произвести сканирование, устройство должно быть в прямом контакте с деталью, которая подлежит обработке.

Бесконтактный. Получение трехмерной модели, благодаря этому сканеру, считается самым удобным вариантом. 3Д-сканеру не нужно быть в контакте с объектом, что дает возможность осуществлять 3D-сканирование труднодоступных деталей, культурных памятников, а также украшений. Уже даже придумали промышленный 3D-сканер, с помощью которого можно произвести сканирование домов, насыпи и прочих больших объектов. Бывают активные бесконтактные сканеры для изучения детали применяется структурированный световой луч либо лазер, что отражается, и на основании данного отражения 3D-сканер создает модель). Пассивные бесконтактные 3Д-сканеры применяют уже имеющееся отражение от детали, зачастую — солнечный свет).

Достоинства 3D-сканера

Сперва, необходимо определить общие преимущества оборудования:

  • сильная точность модели, устройство повторяет даже мельчайшие детали объекта;
  • большая скорость обработки – сканер делает свою работу всего за пару минут, после этого происходит доработка созданной модели в разных графических программах;
  • сканирование осуществляется под различными углами, зависимо от сложности детали, при этом не обязательно перемещать деталь, что в особенности полезно при создании модели крупных объектов.

Дальше стоит углубиться в преимущества 3D-сканеров:

  • легкость в применении;
  • отсутствие зависимости от степени освещения;
  • высокая четкость сканирования;
  • маленький размер файла 3Д-модели.

Бесконтактные 3D-сканеры:

  • отлично экономят энергопотребление;
  • отсутствует необходимость прямого контакта с деталью;
  • используется технология структурированного освещения;
  • нет вреда физическому объекту.

Использование 3Д-сканера

  1. Инженерный анализ – можно оперативно и точно создать 3Д-модель детали и сделать расчет ее пропорций в нужном размере. Если модель имеется в одном экземпляре, 3Д-сканирование поможет сделать копии разных размеров оперативно организовать изготовление небольшой серии продукта.
  2. Цифровая архивация. Сейчас есть возможность уйти от 2Д-картинок, чертежей и также от трехмерного моделирования старых объектов. 3д-сканер может взять с объекта все требуемые данные, создать модель 3Д и архивировать ее в требуемом для воссоздания виде. Это очень сильно сохраняет время и не требует находить место для сохранения обычных чертежей.
  3. Архитектура. При помощи трехмерного сканера можно разработать модель даже полноценного дома или архитектурных частей.
  4. Медицина. 3D-принтер прекрасно помогает при трехмерном сканировании костей либо различных органов — с большой четкостью деталей! Далее, 3Д-модели и их прототипы могут применяться как учебные материалы в высших учебных заведениях либо при разработке биопротезов.