Интегратор комплексных решений для аддитивного производства
Современное оборудование Солвер
  • Polyjet
  • Fortus
  • PolyJet
  • PolyJet в стоматологии
  • FDM материалы для жесткого тестирования
img

ПРИМЕНЕНИЕ

img

ПОРТФОЛИО

img

УСЛУГИ

Сканирование

3D сканеры: что к чему

Трехмерное сканирование из некогда фантастического направления уже прочно вошло не только в профессиональный обиход, но и все активнее применяется частными пользователями. Развитие компьютеров и мобильных телефонов позволило буквально носить сканер с собой.

Однако потенциальный пользователь технологии сканирования или заказчик услуг все-таки сталкивается с тремя ключевыми вопросами:

  1. Нужен ли мне сканер в принципе для выполнения работ или можно обойтись без него?
  2. Какой тип сканера выбрать?
  3. Что дальше делать с полученными данными? Как их обработать для получения результата?

Чтобы ответить себе на эти вопросы потребуется определиться с отраслью применения, типом сканирования, а также типом оборудования.

Отрасли применения

Автомобильная промышленность, машиностроение — создание сложных деталей и узлов, например, двигателей, кузовов и их элементов, и т.п. — отдельные изделия относительно сложной формы с высокими требованиями по точности на десятки или сотни микрон. Более простые изделия — детали типа боковых стенок лифтов или шахт, отличающихся сравнительно простой, чаще плоской формой элементов от 50 мм до десятков метров, тем не менее, могут иметь высокие требования по точности.

Строительство и организация цеховых и производственных помещений с полной инфраструктурой: оборудованием, трубопроводами, конвейерами. Размеры сканирования могут быть 50 м до 500 м, а точность от 5 мм до нескольких сантиметров.

Художественный дизайн, скульптура и элементы архитектуры: люстры, мебель, детали интерьера, скульптуру, и т.п. Здесь уже присутствуют более сложные формы с относительно невысокими требованиями по точности от 0,5 мм до 5 мм и размерами от 0,2 м до 3-4 м.

Следующее направление — здания, сооружения, строения не производственного назначения, где применяется сканирование как внутри помещений, так и снаружи. Требования не подразумевают точное воспроизведение элементов обстановки, но иногда важными становятся такие инженерные конструкции, как трубы, элементы освещения, стоки, люки и т.д. Размеры сканирования составляют от 10 м до 200-300 м, а требуемая точность — сантиметры.

Также является востребованным такое специальное применение, как быстрая съемка на местах ДТП и преступлений. Чаще всего это съемка участка обстановки на улице либо в помещении с охватом не более 30-40 м, без высокой точности, но с присутствием цвета.

И наконец, «геодезическая» съемка площадей, улиц, элементов транспортных узлов, а так же карьеров, шахт и выработок. Обычно расстояние оцениваются в сотни метров, а точность — до 0,1 м.

Тип сканирования

Трехмерное сканирование применяется в основном для:

Тип оборудования

Существует несколько основных типов профессионального оборудования 3D сканирования:

  1. Мобильные или стационарные координатные измерительные машины (КИМ) с установленными лазерными полосовыми щупами.
    • Это классический тип измерительного оборудования, отличающийся высокой точностью и возможностью проводить измерения контактным способом. Подобные сканеры популярны среди промышленных метрологов. Мобильные КИМ отличаются от стационарных меньшей точностью, однако с большим успехом могут применяться в сложных цеховых условиях, с перепадами температур и брызгами масла. Стационарные машины для достижения высокой точности требуют отдельных специализированных помещений. В качестве примера мобильных КИМ можно рассмотреть системы типа «рука» FARO Edge, Prime, Fusion с устанавливаемыми сканерами FARO LLP или с высокоточными Kreon Zephyr. Стационарные КИМ портального типа — это Coord 3 со сканерами Kreon Zephyr или сверх высокоточными Kreon Aquilon. Так, КИМ типа Hera NT 10-10-7 со сканером Aquilon в лабораторных условиях при использовании бесконтактного режима сканирования обеспечивает точность 7,5-10,5 мкм. Цеховая мобильная КИМ типа «рука» FARO Prime 4 со сканером Zephyr II позволит проводить измерения с погрешностью системы в 38 мкм, оставаясь достаточно неприхотливой к окружающим условиям.
  2. Наземные 3D сканеры.
    • Это оборудование имеет возможность сканирования всей окружающей обстановки (360 градусов) за несколько минут. Это фазовые сканеры относительно небольшого размера и веса для быстрого сканирования до 300-350 м и импульсные — более тяжелые и сложные представители данного типа, медленные, но с дальностью работы до 2 км. Наиболее удобный вариант для архитектурной съемки и съемки промышленных объектов — фазовые сканеры за счет оптимального соотношения размеров, диапазона и скорости сканирования. Точность обеспечивается на уровне 1-2 мм на 10-20 м. Самым малогабаритным и легким в мире, а также обладающим оптимальными характеристики является сканер FARO Focus 3D. Модель FARO Focus X330 обеспечивает измерения на дальности до 330 м, как при полной темноте, так и на солнечном свету с точностью +/- 2 мм на 25 м. При этом встроенная беспараллаксная камера позволяет автоматически наложить на полученные облака точек данные о цвете.
  3. Мобильные ручные автономные сканеры с использованием принципа структурированного света.
    • В оборудовании данного типа сканирование происходит путем проецирования видимой или невидимой «сетки» на объект и съемки ее отображения на объекте камерой, установленной под определенным углом к проектору. Диапазон света — инфракрасный. Диапазон сканирования по полю — от 20-30 см до 3-4 м. Технологии «сшивки» кадров позволяют проводить сканирование больших объектов, например автомобилей, станков, трубопроводов и т.п. Точность — от 50 мкм до 1-2 мм. Все монтируется в одном небольшом блоке, удерживаемом оператором. Автономные модели обеспечивают возможность работы без компьютера, однако компьютер используется для последующей обработки данных после завершения сканирования. Пример автономного ручного сканера структурированного света — Mantis-Vision F5. Сканер представляет собой блок камера + проектор и блок с мини компьютером для управления и отслеживания зоны сканирования. Общий вес устройства — менее 4 кг. Сканер позволяет проводить съемку различных объектов без остановки и без подготовки. Диапазон сканирования — от 1 до 4 метров с возможностью автоматической сшивки данных. Финальная точность — 1-1,5 мм на 1-2 м.

Ниже приводится таблица для наглядного отображения использования сканеров.

Применение Стационарная КИМ Мобильная КИМ Наземный 3D сканер фазового типа Ручной  3D сканер структурированного света
Различные отрасли промышленности.
Объекты относительно сложной формы.
Высокие требования по точности
+ Подходит в зависимости от точности —  Подходит в зависимости от объекта и точности
Детали относительно простой формы.
Высокие требования по точности
Применение не оптимально. Контактный способ предпочтительнее Применение не оптимально.
Контактный способ предпочтительнее
—  — 
Цеха и производственные помещения с инфраструктурой и оборудованием —  —  + Применение возможно в зависимости от объекта
Художественный дизайн, скульптура и элементы архитектуры Применение возможно в зависимости от объекта.
Точность избыточна
Применение возможно в зависимости от объекта Применение возможно в зависимости от объекта +
Здания, сооружения, строения не производственного назначения, съемка помещений, фасадная съемка —  —  + +
(для отдельных сегментов)
Криминалистика и ДТП —  —  + Применение возможно в зависимости от объекта.
Требуется специализированное ПО
«Геодезическая» съемка —  —  +
(при съемке до 300 м)
— 

Если вы затрудняетесь с выбором — отправьте нам запрос на адрес электропочты: info@ddmlab.ru. Хотите пообщаться? Мы всегда рады ответить вам по телефонам наших офисов.