Рекомендации по выбору 3D сканера – какие модели бывают и как помогают в бизнесе

Трёхмерное сканирование – это процесс перенесения физических параметров объекта в цифровой формат. Технология была изобретена ещё в 60-е годы XX века, однако широко стала использоваться спустя полвека, когда компьютеры и 3D-принтеры не просто появились, а стали частью повседневной жизни. Эта статья о том, как выбрать 3D-сканер, какие преимущества он дает для бизнеса, а также как обеспечить его окупаемость.

Какие бывают 3D-сканеры

Устройства для трёхмерного сканирования классифицируют по:

1. Способу получения данных. Это можно сделать контактно, т.е. соприкасаясь датчиком с поверхностью предмета, или бесконтактно.
2. Мобильности: стационарные, переносные, ручные. Стационарные аппараты – это массивные устройства, не предназначенные для переноски. Возможность работать в любом месте – преимущество переносных и ручных девайсов.
3. Методу снятия данных:
   • оптические, сканирующие с самой высокой скоростью;
   • лазерные, применяемые там, где нужна повышенная точность, а работать приходится на расстоянии;
   • структурированного света.

Принцип работы с 3D-сканером

Процесс сканирования состоит из нескольких этапов:

1. Подготовка объекта. Предмет устанавливают в удобном для работы, хорошо освещённом месте. Удобнее, если он будет размещён на вращающейся платформе: так проще и быстрее снять параметры со всех поверхностей. Затем на модель наносят маркеры, а также матовое покрытие, необходимое для улучшения отражения световых лучей.
2. Сканирование. Подразумевает получение данных о форме объекта.
3. Обработка данных. Это заключительная стадия, на которой:
   • сводят воедино полученные данные, получая объёмное изображение;
   • очищают скан от шумов;
   • строят «сетку»;
   • воссоздают структуру поверхности отсканированного предмета.

Где применяется

Спектр возможностей для применения технологии трёхмерного сканирования огромен. Её используют в:

• машиностроении для изготовления деталей, узлов и запчастей, быстро выходящих из строя;
• авиации для производства прочных и одновременно лёгких каркасов для беспилотных летательных аппаратов;
• электронике для печати корпусов радиоэлектронной аппаратуры и вспомогательной оснастки;
• металлургии при создании сложных геометрических форм для отливки металлоконструкций;
• прототипировании для создания макетов;
• строительстве, также для создания макетов зданий, кварталов при стратегическом планировании застройки;
• в архитектуре и дизайне для получения декоративных украшений;
• стоматологии для печати имплантов, слепков зубов;
• медицине для создания протезов с учётом анатомических особенностей пациента;
• ювелирной промышленности для отливки украшений.

Преимущества сканирования

3D-сканеры позволяют:

• проводить сканирование объектов, которые находятся на большом расстоянии, а приблизиться к ним невозможно;
• считывать форму, цвет, текстуру поверхности;
• ускорить процесс переведения физических параметров в цифровые;
• анализировать объект с разных ракурсов, включая те стороны, которые недоступны в реальности;
• использовать полученные данные в таких программах, как AutoCAD, 3Ds Max, Blender.

В зависимости от целей использования можно выбрать стационарную или переносную модель, с которой удобно работать в полевых условиях.

Как трёхмерный сканер может помочь в бизнесе

Эффективность любого производства зависит от времени, затрачиваемого на измерения. Чем больше контрольных измерений требует технологический процесс, тем больше времени и сил приходится на это тратить. По статистике за последние 6 лет скорость получения 3D-моделей увеличилась в 5 раз. Однако конкуренция требует от производства ещё большей скорости и точности.

3D-сканер стал настоящим прорывом там, где требуется точный контроль, поскольку обеспечивает высокие преимущества перед обычными методами измерения:

• гибкость и портативность;
• замеры имеют точность КИМ;
• высокая повторяемость измерения и надёжность данных;
• простота в эксплуатации.

Однако стоимость измерительного прибора пока очень высокая (от 80 000 рублей до нескольких миллионов). Неудивительно, что предприниматели беспокоятся о рентабельности покупки, о том, за какое время она себя окупит.

Рассмотрим пример, когда производству требуется проводить контроль геометрии продукции. Тестирование показало, что на измерение предмета со сложной геометрией у рабочего, использующего традиционные методы с ручными инструментами, уходит порядка 13 часов. Эта же работа при помощи сканера заняла всего 3,5 часа, т.е. сэкономлено 9,5 часов рабочего времени, за которые человеку надо было бы заплатить.

Другой пример иллюстрирует, как применение трёхмерного сканирования может снизить расходы на производство узлов и деталей. Предположим, у импортного агрегата произошла поломка узла. Аналогов для замены нет, потому надо заказывать запчасти у производителя за рубежом и платить полную стоимость плюс издержки на доставку. И всё это время (несколько месяцев) агрегат будет простаивать. Однако, имея сканер, можно узел отсканировать, сделать чертёж и заказать деталь на соседнем заводе.

Вывод очевиден, внедрение инновации:

1. Облегчит труд персонала.
2. Повысит точность измерительных манипуляций.
3. Снизит потери, вызванные «человеческим фактором».
4. Оптимизирует расходы.
5. Снизит уровень брака.
6. Окупится достаточно быстро.

Как выбрать бюджетный 3д-сканер

Выбирая модель, обращайте внимание на:

1. Точность. Это первое, о чём надо спрашивать продавца.
2. Разрешение. Чем оно выше, тем выше и точность. Этот параметр напрямую связан с предыдущим.
3. Диапазон работы. Показывает, насколько далеко или близко можно находиться от объекта, чтобы качество съёмки не снижалось.
4. Поле сканирования. Указывает, какой участок сканер снимает за один сеанс.
5. Портативность. Обозначает, насколько удобно девайс перемещать. Эта характеристика особенно важна, если предполагается работать с прибором вне помещения на местности, например, на стройке, при восстановлении памятников.
6. Время оцифровки, а также сколько его потребуется для подготовки к работе.

Также уточните:

• «видит» ли сканер нетипичные виды поверхностей со сложным рельефом, например перегородки с отверстиями;
• какие ограничения есть по условиям эксплуатации, например, температура или освещённость.

Перед покупкой сравните гаджеты с одинаковым набором функций, но разных производителей. Лучше всего делать выводы не по анализу описанных характеристик, а посмотрев отсканированные изображения без обработки, по принципу оценки фотокамеры.