W procesie drukowania 3D skanery 3D są bardzo często niezbędnym krokiem ułatwiającym modelowanie obiektu. Pozwalają one gromadzić dane dotyczące kształtu, a czasem - w zależności od używanego skanera 3D, także kolorów.
W rezultacie skanowanie 3D usprawnia proces projektowania, przyspiesza i zmniejsza liczbę błędów gromadzenia danych, a jednocześnie oszczędza czas i pieniądze. Skanowanie 3D może być oparte na różnych technologiach, z których każda ma swoje zalety i ograniczenia. W tym artykule badamy dwie główne technologie stosowane w druku 3D, a mianowicie triangulację laserową i światło strukturalne. Jakie są główne różnice między skanerami laserowymi a skanerami światła strukturalnego? A przede wszystkim, który z nich należy traktować priorytetowo dla swojego projektu?
Skaner oparty na technologii triangulacji laserowej
Laserowy skaner 3D: technologia, zalety i ograniczenia
Laserowe skanery 3D oparte są na triangulacji trygonometrycznej, aby dokładnie uchwycić kształt 3D w milionach punktów. Dokładniej, rzutują punkt lub linię laserową na obiekt, a następnie rejestrują jego odbicie za pomocą czujników. Ponieważ te ostatnie znajdują się w znanej odległości od źródła lasera, możliwe jest dokładne zmierzenie punktów poprzez obliczenie kąta odbicia światła lasera. Znając odległość między skanerem a obiektem, możemy dokładnie wydedukować powierzchnię obiektu, a tym samym uzyskać skan 3D.
Ta metoda nazywa się triangulacją, ponieważ kropka (lub linia) lasera, czujnik i emiter lasera tworzą trójkąt, jak pokazano na poniższym rysunku. Na rynku istnieje wiele rodzajów skanerów laserowych. Możesz wybierać między urządzeniami przenośnymi, stacjonarnymi lub profesjonalnymi . Pamiętaj, że działają one na krótkim odcinku.
Zaletami technologii triangulacji laserowej są jej rozdzielczość i dokładność. Kiedy mówimy o precyzji, mamy na myśli rząd dziesiątek mikrometrów. Ponadto można kupić skaner laserowy 3D w bardzo rozsądnej cenie, ponieważ jego konstrukcja może być dość prosta.
Należy jednak pamiętać, że właściwości analizowanej powierzchni wpływają na proces skanowania. Dlatego bardzo jasne lub przezroczyste powierzchnie mogą być bardzo problematyczne dla tej technologii.
Skaner Matter & Form V2 (po lewej) to skaner laserowy 3D, dostępny za 3 999,00 zł brutto. Go! SCAN SPARK od Creaform to profesjonalny skaner, który kosztuje około 30 000 USD
Strukturalny skaner światła: technologia, zalety i ograniczenia
Obecnie wiele przenośnych skanerów 3D wykorzystuje technologię światła strukturalnego. Opiera się również na triangulacji trygonometrycznej, ale działa poprzez rzutowanie wzoru światła na obiekt, który ma zostać zdigitalizowany, a nie na linię lasera (lub punkt). Ten wzór jest emitowany przez projektor LCD lub inne stabilne źródło światła. Jeden lub więcej czujników (lub kamer) nieznacznie przesuniętych względem projektora bada kształt wzoru światła i oblicza odległość z każdego punktu pola widzenia. Strukturalne światło stosowane w procesie skanowania może być białe lub niebieskie, a wzór światła zwykle składa się z szeregu pasm, ale może być również matrycą kropek lub innych kształtów.
Ten typ urządzenia, podobnie jak skaner laserowy, działa na krótkich odległościach i może być trzymany w ręku lub montowany na statywie.
Zaletą technologii światła strukturalnego jest szybkość skanowania. Można to zrobić w około 2 sekundy, a obszar skanowania jest również dość duży. Podobnie jak skanery laserowe, skanery światła strukturalnego są niezwykle dokładne i oferują wysoką rozdzielczość.
Jedną z wad tego typu skanera jest to, że są wrażliwe na warunki oświetleniowe w danym środowisku, co jest mniej odczuwalne w przypadku skanera laserowego 3D. Na przykład praca na zewnątrz będzie niezwykle trudna.
HP Pro S3 (po lewej) to skaner światła strukturalnego zamontowany na statywie; EinScan Pro 2X (u góry) i skaner XYZprinting 2.0 firmy Shining 3D to urządzenia przenośne
Inne technologie
W przypadku dwóch opisanych powyżej technologii, wykonujemy skany 3D krótkiego zasięgu. Wspomnimy o dwóch innych technologiach zaprojektowanych do pracy w skanowaniu 3D średniego i dalekiego zasięgu.
Skaner światła strukturalnego
Skanery 3D do używania w czasie lotu, znane również jako laserowe skanery impulsowe, również wykorzystują laser do dokładnego skanowania obiektu 3D, ale technologia działa w zupełnie inny sposób. Opiera się na wiedzy o prędkości światła laserowego: system mierzy czas, w którym laser dotrze do obiektu i powróci do czujnika.
Inny rodzaj skanera 3D w czasie lotu wykorzystuje systemy przesunięcia fazowego. Ta technika działa w taki sam sposób, jak technologia impulsów laserowych, ale także moduluje moc wiązki laserowej. Skaner porównuje fazę lasera wysłanego, z fazą wysłaną z powrotem do czujnika. Dzięki temu jest bardziej dokładny niż skaner 3D z impulsem laserowym, ale nie jest tak elastyczny w przypadku skanowania dalekiego zasięgu. Poniżej znajduje się film wideo, aby uzupełnić wyjaśnienie:
Skanery 3D w czasie lotu z pewnością nie są tak dokładne, jak skanery laserowe lub skanery światła strukturalnego. Jeśli jednak chcesz przeskanować duży obiekt, np. budynek, prawdopodobnie użyjesz tego rodzaju technologii.
Źródło: https://www.3dnatives.com/
