En el entorno de producción actual, la automatización, la calidad y la cantidad de información adquirida sobre el producto son factores esenciales para el éxito. Para lograr estos objetivos, muchas industrias confían en escáneres 3D para capturar información precisa y detallada sobre sus productos en cada etapa de producción.

Pero, ¿qué son los escáneres 3D, cómo funcionan y cómo pueden mejorar los procesos de producción? En este artículo, exploraremos estas preguntas utilizando ejemplos de escáneres 3D de Scantech, uno de los principales fabricantes de herramientas de escaneo 3D.

¿Qué es un escáner 3D?

A Escáner 3D, también conocida como máquina de medición óptica, es un dispositivo que puede capturar la forma y la geometría de los objetos del mundo real y crear modelos 3D de ellos, convirtiendo los datos capturados en malla de triángulo STL. Estos modelos 3D digitales se pueden utilizar para diversos fines, como el control de calidad o el desarrollo de productos.

Las herramientas de escaneo 3D de mano tienen muchas ventajas sobre otros tipos de máquinas de medición. Son más rápidos, más versátiles, más móviles que los métodos tradicionales. Pueden medir objetos sin tocarlos, lo que evita el daño y la deformación. También pueden recopilar una gran cantidad de datos en poco tiempo, lo que permite un análisis detallado de la forma y las características del objeto. Gracias a su portabilidad, se pueden transportar y usar fácilmente en diferentes lugares y entornos, incluso en lugares que son difíciles de alcanzar o tienen vibraciones.

One example of a compact and portable industrial 3D scanner is the Simscan, que se distingue por su tamaño compacto y su rendimiento robusto. Pesa solo 0.5 kg y tiene un tamaño de 200 mm. Puede caber en un pequeño estuche y estar conectado a una computadora portátil, lo que facilita llevar y usar en cualquier lugar. También puede realizar mediciones 3D precisas con una precisión de hasta 0.02 mm.

Un 3D pequeño y liviano Escáner láser - simscan

Un escáner portátil 3D consta de un proyector y cámaras que están dispuestas en un ángulo fijo. Esto es esencial para producir datos confiables sobre el objeto escaneado. El sistema se calibra al observar una placa especial en diferentes posiciones, lo que le permite determinar los ángulos entre las cámaras, lo que puede haber cambiado debido a la variación de temperatura o los choques.

Tipos de escáneres 3D

Hay dos tipos principales de herramientas de escaneo 3D, que difieren en la forma en que proyectan luz sobre el objeto y capturan las imágenes resultantes.

• Saturdido-light 3D scanners

Los dispositivos de escaneo de luz estructurados usan un proyector LED para proyectar un patrón de líneas en el objeto, mientras que dos cámaras registran cómo las líneas están distorsionadas por la forma del objeto. Algunas de estas herramientas de escaneo 3D deben montarse en un trípode o un brazo de robot, y la medición se realiza de manera estática, lo que significa que ni el escáner 3D portátil ni el objeto pueden moverse durante cada exploración. Esto puede limitar la movilidad y flexibilidad del escáner de productos 3D, especialmente cuando se mide objetos grandes o complejos o en entornos industriales donde puede haber vibraciones o interferencias.

Estos escáneres de productos 3D tienen una amplia gama de aplicaciones en áreas no industriales, ya que son adecuadas para escanear medio - a - objetos grandes con rasgos y colores ricos como reliquias culturales, estatuas e incluso cuerpos humanos. Los datos que adquieren son de alta resolución y ricos en detalles.

Scantech’s Ireal 2e es un escáner 3D portátil que utiliza luz estructurada para capturar datos 3D de alta calidad de varios sujetos, desde humanos hasta objetos con texturas y colores. Es una herramienta profesional para ingenieros, diseñadores e investigadores 3D que necesitan crear modelos 3D para aplicaciones industriales, artísticas, médicas o de cuerpo humano.

Laser 3D escáneres

Los escáneres 3D láser usan emisores láser para proyectar láseres sobre el objeto, mientras que dos cámaras registran los láseres reflejados para determinar las posiciones en el espacio. La mayoría de estos escáneres 3D son de mano, y la medición se realiza de manera dinámica, lo que significa que el escáner 3D y el objeto pueden moverse continuamente durante la medición. Esto hace que el escáner 3D sea más móvil y adaptable, ya que puede medir objetos de cualquier tamaño o forma o en cualquier ubicación o entorno. Al no ser sensible a la interferencia, los escáneres 3D láser pueden adaptarse a diferentes condiciones de medición. Son adecuados para piezas industriales de escaneo 3D, como turbinas eólicas, blanco automotriz - en - cuerpo, equipos de energía hidroeléctrica.

3D scanning of hydro-power guide vane using escáner láser de mano kscan 

The Principios de operaciones of the 3D scanner

Reference points are used to create a stable and accurate point cloud. These are markers that are placed on or around the object, for example on a reference frame or holder, so that the system knows how to orient itself in space and how to position the measurement data in the coordinate system. Some systems, like the Paisaje- Agudo optical 3D measurement sistema, use un dispositivo de seguimiento externo, que hace posible la medición sin puntos de referencia y con alta precisión. Otros sistemas utilizan características geométricas o de color del objeto para combinar escaneos individuales.

Digitizing the avión sin usar puntos de referencia

3D Procesamiento y análisis de datos

El proceso de digitalización, o escaneo 3D, implica mover el cabezal de escaneo a lo largo de toda la geometría del objeto para que el sistema vea todas las superficies que queremos analizar. Dado que hay muchos factores externos que pueden afectar la precisión de un escáner 3D, como cambios de temperatura, choques, fuentes de luz externas, propiedades y reflexiones del material, se puede registrar información sobre la misma superficie por múltiples puntos. Estas son nubes de puntos crudos de todas las coordenadas capturadas por el sistema, que luego se poligonizan, lo que significa que se optimizan y promedian automáticamente, lo que resulta en una malla de triángulo STL uniforme y precisa que puede usarse para un análisis posterior, como el control de calidad o el desarrollo del producto.

Malla de triángulo STL preciso

Malla de triángulo STL preciso con detalles

3D Scanning es una tecnología poderosa que puede mejorar los procesos de fabricación al proporcionar datos precisos, rápidos e integrales sobre la geometría y las características de los objetos. También puede permitir nuevas posibilidades para la creatividad y la innovación transformando objetos físicos en modelos digitales que pueden manipularse y modificarse de varias maneras.

En la siguiente sección, exploraremos las aplicaciones de los escáneres 3D y qué beneficios pueden aportar a diseñadores, fabricantes y profesionales. (Continuará)

Interested in choosing a 3D scanner, read the article "5 cosas que debe saber al elegir escáneres 3D de mano" to know more.

(Este contenido está en colaboración con Invizion)