Tipos de escaneo 3D – Principales tecnologías y sus ventajas de escaneo 3D- Tipos y sus ventajas y limitaciones

TecnologIas de escaneo 3D - Principales tecnologías y sus ventajas

En este artículo examinaremos las principales tecnologías de escaneo 3D, centrándonos en la triangulación láser, la fotogrametría y el contacto. Discutiremos los beneficios y limitaciones de cada uno. Si está considerando un proyecto de escaneo 3D, asegúrese de leer sobre las diversas tecnologías involucradas. Ya sea que esté buscando un modelo 3D para un juego o

Introducción

El uso del escaneo 3D es una excelente manera de crear nuevas piezas y moldes, aplicar ingeniería inversa a productos existentes o incluso crear un producto completamente nuevo. Los datos de escaneo de alta calidad pueden eliminar las conjeturas del proceso de ingeniería inversa y hacer que todo el proceso sea más eficiente. Aquí hay algunos ejemplos de los beneficios del escaneo 3D. Siga leyendo para descubrir cómo esta tecnología puede ayudar a su negocio. Después de todo, nunca se sabe a dónde podría llevarte un pulso láser.

Principales tecnologías utilizadas para escaneo 3D

  1. Escaneo 3D por triangulación láser
  2. Escaneo 3D de luz estructurada
  3. Escaneo 3D por fotogrametría o escaneo de fotografías
  4. Escaneo 3D por contacto
  5. Escaneo 3D basado en pulso láser

Antes de comprar o buscar un servicio debería conocer las ventajas y limitaciones de cada método de cada tipo de escaneo 3d

1. Método por Triangulación láser escaneo 3D

Las ventajas de la triangulación láser sobre otras tecnologías de escaneo 3D incluyen el costo relativamente bajo, ya que un modelo de bricolaje se puede comprar por un poco de dinero. Otra ventaja de los láseres es su rápida velocidad de adquisición, y los niveles de precisión son muy altos. Una de las principales limitaciones de los láseres es que son dañinos para el ojo humano y requieren precauciones cuidadosas. Para evitar este problema, los láseres se colocan dentro de una celda cerrada. Esto asegura que el láser solo se activará cuando no haya nadie más en la célula.

Para escanear un objeto, los escáneres 3D de triangulación láser utilizan un punto láser o una línea de luz para crear una imagen virtual del objeto. La trayectoria del láser se modifica cuando rebota en el objeto, y el sensor recopila esa información. La diferencia en la trayectoria se mide y el sistema utiliza estos datos para mapear la superficie. Los escáneres de triangulación láser son ideales para escanear superficies brillantes o transparentes.

Otra limitación de las tecnologías de escaneo 3D de triangulación láser es la distancia que debe recorrer el láser. La distancia está determinada por la luz reflejada. Si bien este problema se puede resolver mediante el uso de anchos de haz más pequeños, la precisión de las mediciones estará limitada por su alcance. Sin embargo, esto se supera mediante el uso de espejos para cambiar la orientación del láser. La precisión de las tecnologías de escaneo 3D de triangulación láser depende de la luz reflejada.

Además del costo de los láseres, el escaneo láser 3D también implica menos mano de obra y tiempo. Es un método de medición más eficiente que otras tecnologías de medición. El proceso de escaneo láser se puede subcontratar, lo que puede ayudar a las empresas a reducir los costos relacionados con la mano de obra y la capacitación de los operadores. Un escaneo láser 3D se puede completar en solo unas pocas horas , dependiendo de la escala. Y la imagen resultante es mucho más precisa que cualquier otro método.

2. Tipo de Escaneo 3D de luz estructurada

Tanto las tecnologías de escaneo láser como las de luz estructurada 3D están ganando popularidad en la industria y en aplicaciones domésticas. Los escáneres de luz estructurada son más precisos y rápidos, lo que los hace ideales para objetos de volumen, como las personas. Debido a que las personas se mueven durante el escaneo, los escáneres de luz estructurada pueden capturar detalles en objetos de cualquier tamaño. Las ventajas de las tecnologías de escaneo de luz estructurada se describen a continuación. A continuación se enumeran algunas de las aplicaciones más comunes. ¡Y no olvides consultar el precio!

Un inconveniente de las tecnologías de escaneo 3D de luz estructurada es que pueden ser difíciles de usar en condiciones ambientales menos que ideales. Los objetos con sombras u otra fuente de luz en el fondo pueden desviar el algoritmo. Dado que el escáner utiliza la luz incidente para generar un modelo, cualquier interacción inesperada entre la luz y el objeto puede causar problemas. Por lo tanto, los escáneres de luz estructurada deben usarse con precaución en estas circunstancias. Estas tecnologías de escaneo tienen el potencial de hacer que los datos 3D sean más precisos que nunca.

Además de sus deficiencias inherentes, requieren una cantidad considerable de tiempo. Un escáner 3D profesional puede manejar la complejidad de escanear objetos complejos, y un escáner de alta calidad puede producir imágenes precisas y de alta resolución. Este es el caso de los escáneres láser y de luz estructurada. Los escáneres híbridos pueden combinar tecnologías láser y de luz estructurada en una sola máquina. Pero estos escáneres 3D deben ser comprados solo por profesionales.

Hay dos diferencias principales entre los escáneres de luz blanca y azul. Los escáneres de luz blanca requieren tiempo de calentamiento antes de su uso, mientras que los escáneres de luz azul no. Los LED son más fríos y duraderos que los escáneres de luz azul. Las diferencias entre las dos fuentes de luz afectan la precisión de los escaneos. Debe asegurarse de que el escáner cumpla con todas las especificaciones de su proyecto antes de comprarlo. Se sorprenderá gratamente de la diferencia en los resultados finales.

3. Tipo de Escaneo 3D de fotogrametría o escaneo de fotos

La tecnología es cada vez más accesible y asequible, por lo que cualquiera puede comenzar a usar la fotogrametría para crear modelos digitales de objetos. El proceso de escaneo de fotos 3D se puede utilizar para juegos, comercio electrónico, realidad virtual e impresión 3D. Incluso se puede usar como un pasatiempo, si sabes lo que estás haciendo. Hay dos tipos básicos de fotogrametría: manual y objetivo. La fotogrametría manual es la más lenta y produce un recuento de puntos bajo, pero requiere que el operador identifique puntos similares en varias fotos. La fotogrametría de destino, por otro lado, está automatizada y produce más puntos por foto, pero lleva más tiempo configurarla. Cuanto más densamente coincida con sus fotos, más precisos serán sus datos.

Principales tecnologías Tecnologías de escaneo 3D Ventajas y limitaciones

A diferencia de los escaneos láser, la fotogrametría implica tomar múltiples fotos de un objeto y combinarlas para crear un modelo tridimensional. Las fotos se analizan mediante el uso de software informático para extraer información 3D de ellas. Para un proyecto de fotogrametría, puede utilizar una cámara DSLR o una cabina fotográfica especial, donde una serie de cámaras dispuestas circularmente toma fotos del objeto objetivo. Una vez que tenga estas fotos, puede exportarlas a software 3D e impresoras 3D.

Para el realismo, la fotogrametría es lo mejor. Las fotos son generalmente más baratas y fáciles de transportar que los escaneos láser, y las cámaras pueden incluso ser tan pequeñas como un teléfono móvil. Tanto la fotogrametría como el escaneo 3D tienen sus ventajas, y debe considerar cuidadosamente sus necesidades antes de decidir qué método es el adecuado para usted. AVRspot es un buen lugar para comenzar a buscar servicios de modelado 3D. La compañía ofrece servicios para ambos tipos de escaneo 3D.

4. Tipo de Escaneo 3D de contacto

El proceso de escaneo 3D basado en contacto es invasivo. Para recopilar datos, una sonda física debe hacer contacto con la superficie del objeto. Puede ser estacionario o itinerante. Un dispositivo de escaneo 3D manual también se utiliza para objetos estacionarios. A continuación, el software registra las ubicaciones donde la sonda hace contacto con el objeto. Este tipo de escaneo 3D requiere un tiempo de programación más largo. También se utiliza para analizar la deformación y detectar otros defectos.

La tecnología de escaneo 3D basada en contacto implica una sonda que toca un sujeto para recopilar información sobre la forma y el volumen. Este método tiene una gran cantidad de ventajas, incluida la capacidad de capturar millones de puntos en un sistema de coordenadas x-y, un bajo costo y alta precisión. También tiene muchos usos, como el control de calidad durante las operaciones de mantenimiento. Los únicos inconvenientes del escaneo 3D basado en contacto son la velocidad lenta y la dificultad de capturar formas orgánicas.

objeto para el escaneeo de contacto

 

 

 

 

 

 

 

Un escáner 3D puede medir cualquier objeto tocándolo en múltiples puntos y recopilando su información tridimensional. Se puede conectar un brazo articulado al escáner para recopilar ángulos y detalles de un objeto. Son más útiles después de la fabricación de piezas, durante los procesos de control de calidad y durante el mantenimiento. La precisión del escaneo de contactos 3D es excepcional, lo que les permite capturar imágenes precisas y detalladas de cualquier objeto. Estos escáneres también pueden escanear superficies transparentes.

Si bien el escaneo 3D por contacto es preciso, la principal desventaja es su velocidad lenta. Se necesita mucho tiempo para ejecutar la sonda táctil a través del objeto.

5. Escaneo 3D basado en pulso láser

Los escáneres 3D de pulso láser miden la distancia midiendo el tiempo que tarda un pulso láser en viajar desde el objeto hasta el dispositivo de escaneo. Este método también se conoce como tiempo de vuelo o escaneo Lidar. Los escáneres láser utilizan la luz para medir la distancia y pueden capturar millones de mediciones en un segundo. También son capaces de medir detalles minuciosos, como la superficie de una taza. Los escáneres láser son más efectivos cuando se escanean objetos grandes, ya que pueden medir con precisión cientos de miles de distancias láser en un segundo.

El escaneo láser requiere la adquisición de múltiples puntos en un objeto, cada uno definido por un conjunto de coordenadas. A continuación, el escáner utiliza esta información para reconstruir la forma de un objeto en 3D. Cada punto se mide en dos coordenadas basadas en la dirección del pulso láser. El resultado es una representación digital del objeto. Es posible escanear un objeto grande en solo unos minutos. En unas pocas semanas, el escaneo 3D podría estar listo para usar.

Los escáneres de tiempo de vuelo tienen algunas desventajas. Por ejemplo, la precisión de un modelo 3D puede verse comprometida si un láser golpea los bordes de un objeto. Esto se debe a que el escáner recibe información de dos puntos, pero promedia esos puntos. Los escaneos de alta resolución pueden aumentar las posibilidades de golpear el borde de un objeto. Además, el escaneo de alta resolución aumenta la cantidad de ruido detrás del objeto.

Beneficios de los 5 tipos de Escaneo 3D 

  • Uno de los principales beneficios de esta tecnología es que es más fácil diseñar un prototipo que crearlo desde cero. Permite a los usuarios escanear piezas, editarlas, limpiar la malla y enviar el nuevo modelo a una impresora para su fabricación.
  • El uso de escáneres 3D de esta manera también simplifica los flujos de trabajo para la fabricación aditiva. El uso del escáner HandySCAN 3D, por ejemplo, le permite escanear piezas fundidas complejas y exportar los resultados a un mod
  • Otro beneficio del escaneo 3D es que puede producir imágenes de alta resolución. Por ejemplo, una empresa necesitaba capturar detalles exteriores para un nuevo revestimiento. Su objetivo era replicar la apariencia del viejo revestimiento. Los historiadores del arte y otros especialistas en patrimonio cultural también utilizan el escaneo 3D en su práctica, incluida la historia del arte. La tecnología también ayuda con el archivado y la curaduría. Los historiadores del arte ahora pueden clasificar el patrimonio cultural y crear réplicas de objetos.

5 Aplicaciones  de los Escaneos 3D

  1. Las aplicaciones médicas de las tecnologías de escaneo 3D están creciendo en número y aplicaciones. Dado que la mayoría de los objetos orgánicos tienen curvas de forma libre y formas complejas, las tecnologías de escaneo sin contacto se utilizan cada vez más para medir estos objetos. Tales mediciones requieren mucha mano de obra, y no es práctico realizarlas a mano. Los archivos de modelo CAD digital 3D resultantes se pueden utilizar para fabricar dispositivos protésicos personalizados. Y, con el inicio de las tecnologías de escaneo 3D, la precisión y la velocidad aumentarán drásticamente.
  2. Otra aplicación común del escaneo 3D es en la preservación de artefactos frágiles, como los fósiles. Los escáneres 3D sin contacto son la mejor manera de preservar objetos frágiles y evitar que el objeto se dañe. Los museos están utilizando métodos de escaneo 3D sin contacto para digitalizar colecciones y almacenarlas digitalmente. Además de estas aplicaciones, la ingeniería inversa utiliza el escaneo 3D para estudiar el diseño de los productos existentes y desarrollar uno mejor. Este proceso les permite aprender sobre las motivaciones de los diseñadores y la intención del diseño.
  3. Otra aplicación común del escaneo 3D es en la preservación de artefactos frágiles, como los fósiles. Los escáneres 3D sin contacto son la mejor manera de preservar objetos frágiles y evitar que el objeto se dañe. Los museos están utilizando métodos de escaneo 3D sin contacto para digitalizar colecciones y almacenarlas digitalmente. Además de estas aplicaciones, la ingeniería inversa utiliza el escaneo 3D para estudiar el diseño de los productos existentes y desarrollar uno mejor. Este proceso les permite aprender sobre las motivaciones de los diseñadores y la intención del diseño.
  4. Además de crear un avatar virtual del cuerpo humano, los escáneres 3D también pueden modelar la evolución de los humanos. En el pasado, esto habría requerido el uso de arcilla en forma de molde. Con esta tecnología, los investigadores de ATOR en Brasil pudieron modelar con precisión un hombre magnon cro fosilizado. Estas exploraciones también revelaron una gran variación en la profundidad del tejido de los europeos modernos.
  5. Además de la ingeniería inversa, el escaneo 3D se puede utilizar para medir con precisión el volumen de piezas de ingeniería, completar el control de calidad intermitente y resolver problemas inesperados. El escaneo 3D también captura datos ambientales y de movimiento. Y es fácil implementar múltiples escáneres para impresión 3D. Los escáneres portátiles también son fáciles de implementar, lo que le permite usar más de uno para diferentes proyectos. Los datos que reciba se guardarán en un archivo con la misma calidad que el modelo que creó.
  6. elo 3D. Estos escaneos se pueden exportar a software de simulación para una variedad de propósitos.
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