À l’ère du numérique, presque aucun ingénieur ne travaille sur une planche à dessin. Au contraire, tous les travaux de conception et de production industrielle sont réalisés à l’aide de logiciels de CAO.
La modélisation 3D par ordinateur permet non seulement de voir un objet sous différents angles, mais aussi d’identifier facilement les éventuelles faiblesses de la conception.
Aujourd’hui, les concepteurs ont accès à de vastes bibliothèques d’objets 3D disponibles dans différents formats, tels que STL, PLY, OBJ, MAX et autres. Cependant, que se passe-t-il si vous devez créer un modèle 3D à partir d’un objet physique que vous possédez ? Pour ce faire, vous avez besoin d’un scanner 3D qui réponde à vos spécifications.
Méthodes de numérisation 3D
Les scanners 3D modernes peuvent être regroupés en fonction de leurs méthodes de numérisation. Ces méthodes sont les suivantes :
Contact
Sans contact
a) Scanners actifs
Ces scanners illuminent un objet avec une lumière d’une certaine longueur d’onde ou un laser. Après l’illumination, les scanners captent la réflexion et construisent une carte géométrique de l’objet à partir de celle-ci.
b) Scanners passifs
Ces scanners 3D n’émettent rien. Ils s’appuient plutôt sur la lumière du spectre visible réfléchie par l’objet.
Maintenant que nous connaissons les principales classifications des scanners 3D, voyons comment choisir le bon pour l’impression 3D.
Choisir un scanner 3D pour l’impression 3D
Pour trouver le bon scanner 3D, posez-vous les questions suivantes :
1. Quelle taille d’objets avez-vous l’intention de numériser ?
La taille de l’objet que vous allez numériser détermine le champ de vision que doit avoir votre scanner 3D.
Numérisation d’objets de grande taille
Si vous envisagez de numériser des voitures, des éléments architecturaux de bâtiments et d’autres objets de grande taille, vous aurez besoin d’un scanner à large champ de vision. Il n’existe qu’une poignée d’entreprises qui produisent de tels appareils. Par exemple, Leica et Faro produisent des scanners 3D de qualité professionnelle dont le prix varie entre 30 000 et 100 000 dollars.
Si vous avez besoin d’un appareil plus abordable, recherchez les scanners 3D de Matterport. Ils sont quelque peu inférieurs aux équipements de classe élite en termes de fonctionnalités. Cependant, ils sont faciles à assembler et à utiliser.
Numérisation d’objets de taille moyenne
Si votre objectif est de numériser des objets de taille moyenne (de 0,3 à 5 mètres), vous voudrez utiliser un scanner laser 3D. Ces appareils peuvent être montés sur un trépied ou être tenus à la main.
Les scanners 3D montés sur des trépieds sont plus précis. Cependant, les scanners à main sont plus mobiles et, par conséquent, ils numérisent plus rapidement.
Les scanners laser 3D sont les plus populaires sur le marché. Par conséquent, leurs caractéristiques, leurs fonctionnalités et leurs coûts varient considérablement.
Les principaux fabricants de scanners laser 3D sont RangeVision, 3D Systems et Creaform. Thor3D, qui a sorti le premier scanner 3D sans fil au monde en 2015, fait également partie des entreprises proposant d’excellents scanners laser 3D.
Numérisation d’objets minuscules
Si vous avez l’intention de numériser des objets microscopiques ou des zones individuelles très détaillées d’objets, vous aurez besoin d’un scanner 3D doté d’une fonction de microscope 3D. Les meilleurs de ces scanners sont fabriqués par la société japonaise Keyence.
Ces scanners 3D de haute précision sont utilisés dans des domaines très spécialisés. Ils sont souvent achetés en complément d’imprimantes 3D dentaires ou d’imprimantes 3D pour bijoux.
Si une précision encore plus grande est nécessaire, alors les CMD de Nikon viendront à la rescousse. Les équipements de ce géant japonais vous permettront de créer des modèles 3D avec une précision inatteignable avec n’importe quel autre appareil. Toutefois, ces appareils sont assez coûteux. Le prix typique commence à partir de 100 000 $.
2. Avez-vous besoin de capturer la texture d’un objet ?
Avant d’acheter un scanner 3D, demandez-vous si vous avez besoin de capturer la texture d’un objet. La plupart des scanners modernes ne sont pas capables de le faire. Pour ceux qui peuvent capturer la texture, cette fonctionnalité est principalement un ajout secondaire alors que la priorité est d’obtenir une carte géométrique précise de l’objet.
S’il est important de restituer avec précision la texture d’un objet (par exemple, lors de la création d’une copie 3D d’une exposition de musée), renseignez-vous sur la résolution avec laquelle le scanner 3D la capture. Vérifiez également des exemples d’objets que le scanner 3D a numérisés.
Si la capture de la texture d’un objet n’est pas importante, choisissez une version budgétaire du scanner et concentrez-vous uniquement sur la précision de la détermination des sommets géométriques.
3. Avez-vous besoin d’une haute résolution ?
Avec les scanners 3D, la “résolution” fait référence à l’écart minimum entre les irrégularités de l’objet numérisé. Par exemple, s’il y a deux protubérances ou dépressions sur un plan, alors la résolution spécifiée dans les caractéristiques du scanner 3D indiquera l’écart minimum auquel ces éléments géométriques ne fusionneront pas et seront visibles dans le modèle 3D final.
En général, la résolution est indiquée par le fabricant en millimètres ou en microns. Plus la valeur est faible, plus la résolution du scanner est élevée et plus il sera capable de faire ressortir de petits détails dans le modèle 3D construit.
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La résolution est l’une des caractéristiques les plus importantes auxquelles vous devez prêter attention lorsque vous choisissez un scanner 3D.
Voyons cela plus en détail.
À première vue, vous pouvez penser qu’une résolution élevée est meilleure et que vous devez toujours définir la valeur maximale dans les paramètres de numérisation. Cependant, ce n’est pas tout à fait vrai.
Dans la pratique, les gens achètent des scanners 3D à haute résolution. Cependant, la plupart du temps, ils laissent cette valeur à des valeurs moyennes lors de la numérisation.
Une résolution plus élevée nécessite une plus grande puissance de calcul, car lors du travail en CAO, l’ordinateur devra traiter plusieurs fois plus de sommets géométriques. Il en va de même pour l’impression d’une figure numérisée sur une imprimante 3D. En raison de la géométrie plus complexe, la procédure sera beaucoup plus longue.
À haute résolution, la taille du fichier est également importante. Ainsi, par exemple, à une résolution de 0,7 mm, un modèle 3D d’une petite sculpture (60 cm de hauteur) pesait 156 Mo. À une résolution de 0,5 mm, la taille du fichier du modèle était de 308 Mo. Une augmentation de la résolution de seulement 0,2 mm a entraîné une multiplication par presque deux de la taille du fichier.
Selon notre opinion subjective, s’il n’y a pas de besoin évident de détails élevés, il est inutile de surpayer un scanner 3D à haute résolution.
Pour vous faciliter le choix d’un scanner 3D, voici les paramètres de résolution recommandés pour différents objets :
- Bijoux : 0.08 – 0.35mm
- Lèvres, yeux, oreilles : 0,2 – 0,5 mm
- Visage : 0,5 – 0,8 mm
- Adulte de grande taille : 1,6 – 3 mm
- Voiture de tourisme : 2,5 – 4 mm
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Il existe de nombreux exemples où la haute résolution n’est pas nécessaire. En fait, la configurer à la hausse dans les paramètres ne fera que ralentir le processus de numérisation, de traitement du modèle et d’impression ultérieure sur une imprimante 3D.
Par exemple, disons que vous souhaitez réaliser une figurine humaine de 30 cm de long.
Pour cette tâche, vous n’avez pas besoin d’un scanner 3D à haute résolution puisque sur le produit final, vous pourrez à peine voir les rides, les grains de beauté ou toute autre petite caractéristique. Pourquoi alors surcharger l’équipement de données inutiles ? Une résolution de 2 à 2,5 mm sera tout à fait suffisante.
Supposons également que vous souhaitiez numériser de grands objets à la géométrie simple (par exemple, des meubles). Lors de la création d’un modèle 3D de tels objets, il est important de rendre correctement leur forme, et de ne pas révéler toutes les aspérités, les éclats ou les fissures.
Pour éviter d’endommager la rétine, il n’est pas recommandé d’utiliser des scanners laser 3D pour scanner des visages.
4. Quel équipement possédez-vous déjà ?
Lorsque vous choisissez un scanner 3D, pensez à l’équipement dont vous disposez déjà. Il est inutile d’acheter un scanner 3D haute résolution si l’imprimante 3D dont vous disposez ne peut pas reproduire tous les détails de l’objet scanné.
En outre, la puissance de traitement de la station de travail dont vous disposez est également importante. Le traitement d’un modèle de camion numérisé avec une résolution de 0,4 mm peut prendre plus d’une journée, même pour un ordinateur haut de gamme équipé d’un processeur i7 6900K et d’une carte vidéo Nvidia QUADRO P5000.
En outre, vous ne serez pas assuré contre les débordements de mémoire tampon et autres erreurs. Si de telles erreurs se produisent, il faudra recommencer toute la procédure.
Résumé
Il existe de nombreux appareils pour une grande variété de tâches de numérisation 3D. Lorsque vous avez le bon scanner 3D, vous pouvez facilement faire de l’ingénierie inverse sur n’importe quel objet.
Des musées virtuels sont créés aujourd’hui à l’aide de scanners 3D. Dans le développement de jeux, les scanners 3D sont utilisés pour numériser les visages des acteurs. De même, les experts médico-légaux américains ne se contentent pas de prendre des photos, mais numérisent également les scènes de crime pour créer des modèles 3D détaillés.
Pour trouver le scanner 3D qui vous convient, il est important de connaître les tâches que vous souhaitez résoudre. En répondant aux questions ci-dessus, vous réduirez considérablement votre recherche du bon appareil.
