Qu’est-ce que la technologie de balayage 3D ?

Qu’est-ce que la technologie de balayage 3D ?

Aujourd’hui, la plupart des gens sont familiers avec ce concept d’impression 3D. De nombreuses entreprises utilisent des imprimantes 3D modernes pour recréer des agencements et des modèles de formes et de tailles diverses. Certaines entreprises créent non seulement de petits articles (par exemple, des étuis de téléphone, des souvenirs, des baskets) mais aussi de grands objets (par exemple, des maisons, des pièces de moteur, etc.).

Cependant, tout cela serait impossible sans les scanners 3D. Les scanners 3D vous permettent de copier avec précision presque tout ce que vous voulez : bâtiments et structures gigantesques, êtres humains, animaux, petits objets, etc.

Poursuivez votre lecture pour en savoir plus sur cette technologie de numérisation 3D.

Qu’est-ce que la numérisation 3D ?

La numérisation 3D remonte aux années 1960. Cette technologie a été développée pour aider à transférer les paramètres physiques d’un objet dans un format numérique sous la forme d’un modèle 3D. Le besoin de cette technologie est apparu à mesure que l’utilisation des ordinateurs dans la vie quotidienne et dans la production augmentait.

Les premiers scanners 3D étaient assez simples. Ces équipements ne disposaient pas d’un large éventail de fonctionnalités. Progressivement, les scanners ont été améliorés et sont devenus plus complexes, permettant d’obtenir des images encore plus nettes des objets.

Aujourd’hui, la technologie de numérisation 3D est devenue encore plus pertinente avec l’arrivée des lasers.

Les scanners 3D permettent de transférer les données des objets au format numérique

La numérisation 3D a ouvert de nouvelles possibilités dans divers domaines, notamment l’automobile, l’armée, le design, la médecine, le cinéma, etc.

Comment fonctionnent les scanners 3D ?

Un scanner 3D est un appareil qui scanne un objet et le numérise à l’aide de capteurs. L’appareil utilise ensuite les informations reçues pour créer un modèle 3D. Un scanner 3D peut créer une copie numérique de n’importe quel objet physique. C’est ce qui le différencie des scanners classiques, qui ne peuvent lire que les informations contenues dans les documents et les photos.

Le processus de numérisation peut se dérouler de différentes manières. Le processus dépend généralement du type de scanner 3D et de la technologie utilisée, ainsi que de l’objet à numériser (c’est-à-dire si l’objet est immobile ou en mouvement).

Technologies de numérisation 3D

Il existe deux grands types de scanners 3D : les scanners laser et les scanners optiques. Leur principale différence réside dans la manière dont les données sont “retirées” et avec l’aide de quoi. Examinons de plus près ces deux technologies.

Numérisation 3D au laser

Comme son nom l’indique, la numérisation 3D au laser est effectuée à l’aide d’un laser. Le balayage peut être effectué à une distance courte ou longue de l’objet.

Scanner laser

La plupart des scanners laser 3D fonctionnent sur le principe de la triangulation. Dans ce cas, la caméra trouve un faisceau sur la surface d’un objet et en mesure la distance. Ensuite, un nuage de points est créé, chacun d’entre eux ayant ses propres coordonnées dans l’espace. Enfin, un modèle 3D est construit à partir de ces points.

Les scanners laser 3D sont abordables, faciles à utiliser et offrent une grande précision de balayage. Cependant, il existe des restrictions sur la distance et la taille de l’objet qui peut être scanné.

Il existe également un type de scanner laser qui fonctionne en mesurant le temps de réponse d’un faisceau à la surface d’un objet. C’est ce qu’on appelle un télémètre laser.

Les télémètres laser sont principalement utilisés pour créer des modèles 3D de bâtiments et de structures. Les scanners ne sont pas pratiques à utiliser sur de courtes distances car leur temps de réponse sera court et la précision des données réduite. Ce scanner se distingue par sa vitesse de balayage rapide et sa capacité à lire des détails fins.

Le principal inconvénient des scanners laser est qu’ils ne peuvent pas être utilisés pour numériser des objets en mouvement. Dans ce cas, on peut utiliser des scanners 3D optiques.

Scanners 3D optiques

Les scanners optiques 3D filment un objet éclairé par un projecteur spécial à l’aide d’une ou plusieurs caméras sous différents angles. Une image 3Dl est construite à partir de l’image obtenue.

Scanner optique

L’inconvénient de cette technologie est qu’il est difficile de scanner des surfaces réfléchissantes et transmettant la lumière (c’est-à-dire des objets brillants, spéculaires ou transparents). En revanche, lorsqu’il s’agit de scanner une personne, les appareils fonctionnent parfaitement.

Techniques de numérisation 3D

Tout objet peut être numérisé par des méthodes avec ou sans contact. Avec la méthode avec contact, une interaction active avec le sujet est nécessaire. Avec la deuxième méthode, aucun contact n’est nécessaire.

Ces deux méthodes ont leurs avantages et leurs inconvénients.

Scanners 3D à contact

Ces scanners sont dotés d’une sonde mécanique avec un capteur spécial qui mesure les paramètres et transfère les informations recueillies à l’appareil. Avec ces appareils, l’objet à examiner est placé sur une surface spéciale et fixé (si nécessaire).

Ce contact physique étroit permet de déterminer avec précision puis de construire une image 3D de l’objet. Toutefois, il existe un léger risque d’endommager le prototype.

Scanners 3D sans contact

Cette catégorie comprend tous les appareils qui peuvent scanner à distance. Ces scanners peuvent également être utilisés pour obtenir des données sur des objets situés dans des endroits difficiles d’accès.

Scanner 3D sans contact

Avec ces appareils, un flux de rayonnement (il peut s’agir d’ultrasons, de lumière, de rayons X ou d’un laser) est dirigé vers un objet et réfléchi par celui-ci. Ce rayonnement est reconnu par un scanner 3D.

Les scanners fonctionnent selon un principe similaire à celui de la caméra vidéo. En outre, des dispositifs supplémentaires peuvent être nécessaires pour un meilleur éclairage.

Il existe deux types de scanners 3D sans contact :

  • Scanners actifs

Ces scanners fonctionnent à l’aide d’un faisceau laser ou d’une lumière structurée dirigée vers un objet. Lorsque la lumière est réfléchie, le scanner donne des informations sur l’emplacement de l’objet sous forme de coordonnées.

  • Scanners passifs

Ces scanners utilisent des télémètres à temps de vol, qui lisent le temps et la distance parcourus par le faisceau laser vers l’objet à chaque point de l’espace. Cela permet finalement de recréer avec précision son image 3D.

Les scanners 3D de bureau sont très populaires et largement utilisés. Ces scanners sont simples et sûrs à utiliser, ne nécessitent pas de compétences techniques particulières et sont assez bon marché. Le scanner 3D EinScan-SE est un bon exemple de ces scanners. Cet appareil peut être utilisé aussi bien à la maison qu’au bureau. En outre, il a accès à l’API de nombreuses imprimantes 3D populaires. Vous pouvez donc envoyer immédiatement le modèle 3D créé pour impression.

 

Types de scanners 3D en fonction de leur utilisation

Il existe différents types de scanners 3D. Les principaux sont :

  • Manuel. Il s’agit de modèles simples et faciles à utiliser. Les appareils sont assez compacts et ne nécessitent pas de compétences particulières. Toutefois, leurs capacités techniques peuvent être quelque peu limitées ….
  • Portable. Ces scanners sont principalement utilisés pour le travail sur le terrain car ils peuvent être facilement transportés.
  • De bureau.  Ces scanners ont des fonctionnalités avancées et sont utilisés pour créer des modèles 3D de haute qualité. La plupart des scanners sont utilisés dans les bureaux.
  • Stationnaire. Ces scanners sont généralement utilisés pour la production dans les entreprises, car ils peuvent numériser un grand nombre d’objets du même type en une seule fois. Les appareils sont installés sur des plateaux tournants spéciaux.
Scanner 3D à main Calibrage

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Parmi les différents types de scanners 3D, vous pouvez en trouver un qui soit adapté à la tâche spécifique à laquelle vous allez participer. Dans certains cas, les scanners peuvent obtenir les données d’objets physiques de manière autonome. Dans d’autres cas, une personne doit déplacer le scanner de manière séquentielle autour de l’objet jusqu’à ce que toutes les informations nécessaires soient collectées.

Les scanners 3D portatifs tels que le Calibry sont très demandés. Ces scanners apparemment simples ont une résolution et une précision de numérisation élevées. Par exemple, le Calibry peut scanner des objets de 0,2 à 10 mètres de long. Les objets dont la surface n’est pas standard (par exemple, foncée ou brillante, avec beaucoup de coins et de petits détails) ne posent pas de problème pour la numérisation avec cet appareil. Ce scanner est facile à transporter car il ne pèse que 900 g.

Avantages et inconvénients des scanners 3D

Avez-vous vraiment besoin d’un scanner 3D, compte tenu de son coût ?

La numérisation 3D fait désormais partie intégrante de tout processus de fabrication moderne.

Pour vous aider à déterminer si vous avez besoin de cet équipement, examinons ses avantages et ses inconvénients.

Avantages

  • Vous pouvez numériser des objets dans des endroits éloignés ou inaccessibles.
  • Les scanners peuvent “lire” non seulement les couleurs et les images, mais aussi transmettre la texture de la surface
  • Les scanners accélèrent le processus d’extraction des données d’un objet, quelle que soit sa complexité.
  • Les scanners existent en différents modèles, y compris des options portables ou à main. Vous pouvez donc choisir celui qui vous convient le mieux.

Inconvénients

  • Certains scanners ne peuvent pas détecter les objets transparents, noirs ou blancs. Dans ce cas, leur préparation préalable (traitement avec une composition spéciale) est nécessaire.
  • Certains scanners n’affichent pas toujours correctement les objets complexes. C’est notamment le cas des objets qui comportent de nombreux inserts et cloisons.
  • Pour obtenir un résultat de qualité, il faut maîtriser les logiciels de modélisation 3D.
  • Il est coûteux de réparer les appareils en cas de défaillance de leurs pièces.

Si vous avez besoin de copies 3D d’objets de haute précision et de grande qualité, vous ne pouvez pas vous passer d’un scanner 3D. Cet appareil peut être utilisé à l’intérieur comme à l’extérieur, et avec tout type d’objet. Le large éventail de modèles de scanners 3D disponibles vous permet de trouver facilement celui qui vous convient en termes de qualité et de prix.

Choisir un scanner 3D

Si vous cherchez à acheter un scanner 3D, il y a deux éléments principaux importants à prendre en compte. Il s’agit des caractéristiques de l’appareil que vous souhaitez ainsi que de son prix.

Choisir le bon scanner 3D est une affaire responsable

Vous trouverez ci-dessous les principales questions techniques à prendre en compte lorsque vous envisagez d’acheter un scanner 3D, car elles peuvent déterminer les résultats de numérisation qui seront obtenus :

  • Précision. Plus la précision du scanner est élevée, plus le résultat de la numérisation sera détaillé.
  • Résolution. La résolution détermine la qualité du résultat de la numérisation.
  • Plage de fonctionnement. Découvrez à quelle distance l’appareil peut se rapprocher ou s’éloigner de l’objet numérisé.
  • Champ de numérisation. Il détermine la taille de l’objet qui peut être numérisé en une session.
  • Le scanner peut-il capturer différents types de surfaces présentant des caractéristiques complexes (par exemple, des canaux, des chicanes, des trous, etc.) ?
  • Portabilité. Pouvez-vous déplacer facilement le scanner ? Cette caractéristique sera également déterminée par la taille de l’appareil.
  • Combien de temps faut-il pour que le scanner soit prêt à fonctionner ?
  • Quelle est la durée d’un processus de numérisation ?
  • Possibilités de numérisation. L’appareil peut-il numériser des objets de différentes formes, textures, matériaux, ainsi que fonctionner dans diverses conditions (température, éclairage, etc.) ?

Bien sûr, les scanners 3D de qualité sont généralement plus chers. Néanmoins, vous devez principalement tenir compte des tâches que vous effectuerez, avant de prendre en considération les autres caractéristiques ou capacités du scanner.

Application des scanners 3D

Les scanners 3D sont demandés dans de nombreux domaines. Ces appareils sont utilisés dans des applications industrielles et grand public. Parmi les domaines où les scanners 3D sont utilisés, citons la médecine, l’automobile, l’industrie manufacturière, l’architecture, la construction, le cinéma et le design, entre autres.

Par exemple, en dentisterie, les scanners 3D peuvent être utilisés pour créer des modèles 3D précis de prothèses dentaires. Un type de scanner de ce type est l’AutoScan DS-EX PRO de Shining 3D. L’appareil s’acquitte parfaitement d’une variété de tâches, est abordable et fiable.

Scanner 3D utilisé à des fins médicales

Les technologies de scanner 3D sont également indispensables en ingénierie. La construction de prototypes par voie numérique est désormais plus facile et plus rapide qu’auparavant. Auparavant, le processus nécessitait de prendre de multiples mesures manuelles, puis de les saisir dans une base de données. Mais avec le scanner 3D, tout objet physique peut désormais être recréé en 3Dl rapidement et avec un minimum d’erreurs.

Dans les cinémas, les personnages fantastiques prennent vie grâce à la technologie de capture de mouvement. Cette technologie permet de créer des personnages réalistes, ce qui serait impossible sans les scanners 3D.

La numérisation 3D a changé la façon de faire les choses dans de nombreuses industries techniques. Les scanners 3D ont facilité le travail des spécialistes techniques – ingénieurs, concepteurs, designers, etc. Toutefois, pour utiliser les appareils de manière optimale, il faut connaître les logiciels de scanner 3D.

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