Technologia skanowania 3D, która jeszcze kilkadziesiąt lat temu wydawała się czymś rodem z filmu science fiction, dziś radykalnie zmienia różne obszary działalności człowieka. Jeśli chcesz się dowiedzieć, jak działają skanery 3D i jakie zastosowanie mogą mieć uzyskane w wyniku skanowania wysokiej rozdzielczości dane, zachęcamy do przeczytania poniższego artykułu. Przybliżymy w nim działanie i możliwe przeznaczenie tych urządzeń.
Co to jest i jak działa skaner 3D?
Skaner 3D to urządzenie, które analizując fizyczny obiekt i zbierając dane dotyczące jego kształtu, pozwala zbudować na tej podstawie jego model 3D. Technologie cyfrowego pozyskiwania kształtu obiektu są zróżnicowane. Zasadniczo dzieli się je na dwa rodzaje: kontaktowe i bezkontaktowe. W przypadku tych pierwszych niezbędny jest kontakt głowicy pomiarowej z powierzchnią skanowanego obiektu. Z kolei druga kategoria technologii skanowania opiera się na skanerach optycznych wykorzystujących światło strukturalne i laserowych, które wymiarują obiekty z odległości. To szybsza metoda, a do tego bezpieczniejsza dla przedmiotów o delikatnej powierzchni, która w zetknięciu z sondą mogłaby zostać uszkodzona. Urządzenia mogą być stacjonarne lub ręczne. Te pierwsze dobrze sprawdzą się w przypadku mniejszych lub średnich elementów, a drugie wtedy, kiedy trzeba zeskanować większy obiekt, ręcznie przesuwając urządzenie tak, aby została objęta cała powierzchnia.
Jak działają skanery 3D? Urządzenia wykorzystują światło strukturalne emitowane przez diody LED lub wiązkę lasera padające na skanowany obiekt i wymierzają odległość od źródła światła. Kamery sczytują położenie punktów w przestrzeni, a oprogramowanie wytycza ich pozycję w układzie współrzędnych. Bezpośredni wynik skanowania otrzymujemy w formie chmury punktów, czyli w postaci gęstego wielomilionowego zbioru punktów stanowiącego geometryczną prezentację obiektu. Chmura punktów może być wykonana w odcieniach szarości lub w kolorze (np. na potrzeby wizualizacji). Jej zapisu można dokonać w różnych formatach, np. stl, ascii, czy txt. Współczesne techniki pozwalają na bardzo precyzyjne pomiary z dokładnością nawet 0,005 mm (5 mikrometrów).
Przed skanowaniem obiekt musi zostać odpowiednio przygotowany. Np. przedmioty przezroczyste albo posiadające powierzchnię o wysokim połysku muszą zostać zmatowione przez zastosowanie odpowiedniego środka. Niektóre obiekty wymagają umieszczenia na ich powierzchni specjalnych znaczników, które zwiększą dokładność skanu. Natomiast po skanowaniu uzyskane dane są poddawane obróbce przy użyciu specjalistycznego oprogramowania.
Gdzie ma zastosowanie skanowanie 3D?
Zakres zastosowania tej technologii jest bardzo szeroki. Wykorzystywana jest do różnych celów i w wielu różnych obszarach. Pozyskane w wyniku skanowania dane m.in. pozwalają na kontrolę jakości przez porównanie zeskanowanego obiektu z projektem i sprawdzenie, czy parametry związane z kształtem i układem elementów są zgodne z założeniami. W tym celu generuje się barwną mapę odchyłek. Skanowanie 3D umożliwia również proces tworzenia cyfrowego modelu na podstawie obiektu rzeczywistego, czyli tzw. inżynierię odwrotną, co przydaje się do tworzenia zamienników lub nowych produktów. Skany mogą być modyfikowane, a także dzięki nim można projektować dodatkowe części pasujące do modelu. Ponadto efekty skanowania są podstawą do tworzenia dokumentacji 3D. Jednym z najbardziej popularnych zastosowań jest też szybkie i jednocześnie tanie prototypowanie wyrobu przed wdrożeniem do produkcji.
Usługi skanowania mają też szereg innych zastosowań niż przemysłowe. Dane uzyskane dzięki tej technologii mogą być wykorzystywane w kryminalistyce, np. przy zabezpieczaniu śladów pozostawionych na miejscu zdarzenia. Skaner pozwala zarchiwizować odcisk, a na podstawie modelu można wykonać odlew podeszwy. Ze skanowania 3D często korzystają muzea w celu digitalizacji zasobów czy dokumentacji zabytków. W obszarze dziedzictwa kulturowego skanowanie 3D w połączeniu z technologią drukowania przestrzennego pozwala też na tworzenie replik obiektów. Z kolei w branży multimedialnej skanery pozwalają tworzyć wirtualne modele trójwymiarowe do filmów i gier komputerowych. Skanowanie 3D ma też zastosowanie w branży medycznej do tworzenia ortez, protez, czy implantów stomatologicznych albo symulowania efektów operacji plastycznych.
Zapewne przekonałeś się, że możliwości, jakie oferują skanery 3D, są bez wątpienia ogromne, a ich wkład w postęp technologiczny w tak licznych dziedzinach wręcz niepodważalny. Masz już pomysł, jak Ty możesz usprawnić działalność swojej firmy dzięki tym urządzeniom?
