今日の生産環境では、製品について取得した情報の自動化、品質、および量が成功のための重要な要因です。これらの目標を達成するために、多くの業界は3Dスキャナーに依存して、生産のあらゆる段階で製品に関する正確で詳細な情報をキャプチャします。

しかし、3Dスキャナーとは何ですか、それらはどのように機能し、どのようにして生産プロセスを改善できますか？この記事では、3Dスキャンツールの大手メーカーの1つであるScantechの3Dスキャナーの例を使用して、これらの質問を検討します。

3Dスキャナーとは何ですか？

A 3Dスキャナー、光学測定機とも呼ばれますが、キャプチャされたデータをSTLトライアングルメッシュに変換することにより、実際のオブジェクトの形状とジオメトリをキャプチャし、それらの3Dモデルを作成できるデバイスです。これらのデジタル3Dモデルは、品質管理や製品開発など、さまざまな目的に使用できます。

ハンドヘルド3Dスキャンツールには、他のタイプの測定マシンよりも多くの利点があります。それらは、従来の方法よりも高速で、多目的で、モバイルです。それらに触れることなくオブジェクトを測定することができます。これにより、損傷や変形が防止されます。また、短時間で大量のデータを収集することもできます。これにより、オブジェクトの形状と機能の詳細な分析が可能になります。携帯性のおかげで、到達が困難な場所や振動がある場所であっても、さまざまな場所や環境で簡単に輸送して使用できます。

One example of a compact and portable industrial 3D scanner is the SIMSCAN、コンパクトなサイズと堅牢なパフォーマンスによって区別されます。体重はわずか0.5 kgで、サイズは200 mmです。小さなケースに収まり、ラップトップに接続できるため、どこでも持ち運びや使用が簡単になります。また、最大0.02 mmの精度で正確な3D測定を実行できます。

小さくて軽量の3D レーザースキャナー - SIMSCAN

3Dポータブルスキャナーは、固定角度で配置されたプロジェクターとカメラで構成されています。これは、スキャンされているオブジェクトに関する信頼できるデータを作成するために不可欠です。システムは、さまざまな位置の特別なプレートを観察することで校正します。これにより、カメラ間の角度を決定できます。

3Dスキャナーの種類

3Dスキャンツールには2つの主要なタイプがあり、オブジェクトに光を当てて結果の画像をキャプチャする方法が異なります。

• Sトラクター - light 3D scanners

構造化された-ライトスキャンデバイスは、LEDプロジェクターを使用してオブジェクトにラインのパターンを投影し、2つのカメラがオブジェクトの形状によってどのように歪んでいるかを記録します。これらの3Dスキャンツールの一部は三脚またはロボットアームに取り付ける必要があり、測定は静的な方法で行われます。つまり、ポータブル3Dスキャナーもオブジェクトも各スキャン中に移動できません。 これにより、特に大きなオブジェクトまたは複雑なオブジェクトを測定したり、振動や干渉がある可能性のある産業環境で測定する場合、3D製品スキャナーの可動性と柔軟性を制限できます。

これらの3D製品スキャナーは、文化的遺物、彫像、さらには人体などの豊富な特徴や色を備えた媒体をスキャンするのに適しているため、非工業地域に幅広い用途があります。彼らが取得するデータは高い-解像度であり、詳細が豊富です。

Scantech’s ireal 2e 構造化された光を使用して、人間からテクスチャと色のオブジェクトまで、さまざまな被験者の高品質の3Dデータをキャプチャするポータブル3Dスキャナーです。これは、産業、芸術、医療、または人体の用途向けの3Dモデルを作成する必要がある3Dエンジニア、デザイナー、および研究者向けの専門ツールです。

Laser 3D スキャナー

レーザー3Dスキャナーは、レーザーエミッターを使用してレーザーをオブジェクトに投影し、2つのカメラがレーザーを記録してレーザーを記録してスペースの位置を決定します。これらの3Dスキャナーのほとんどはハンドヘルドであり、測定は動的な方法で行われます。つまり、3Dスキャナーとオブジェクトは測定中に連続的に移動できることを意味します。これにより、3Dスキャナーは、あらゆるサイズまたは形状のオブジェクト、または任意の場所または環境でオブジェクトを測定できるため、よりモバイルで適応性が高くなります。 干渉に敏感ではないため、レーザー3Dスキャナーはさまざまな測定条件に適応できます。それらは、風力タービン、自動車ホワイト- in - body、水力装置などの3Dスキャン工業部品に適しています。

3D scanning of hydro-power guide vane using ハンドヘルドレーザースキャナーKSCAN 

The 運用原則 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 トラックスカン-シャープ optical 3D measurement システム、外部追跡デバイスを使用して、基準点なしで高精度のない測定を可能にします。 他のシステムは、オブジェクトの幾何学または色の特徴を使用して、個々のスキャンを組み合わせます。

Digitizing the 飛行機 参照ポイントを使用せずに

3D データ処理と分析

デジタル化プロセス（3Dスキャン）では、オブジェクトのジオメトリ全体に沿ってスキャンヘッドを移動して、システムが分析したいすべての表面を確認することが含まれます。温度変化、衝撃、外部光源、材料特性、反射など、3Dスキャナーの精度に影響を与える可能性のある多くの外部要因があるため、同じ表面に関する情報を複数のポイントで記録できます。これらは、システムによってキャプチャされたすべての座標の生のポイントクラウドであり、その後ポリゴン化されます。つまり、自動的に最適化および平均化されているため、品質管理や製品開発など、さらなる分析に使用できる均一で正確なSTL三角メッシュが得られます。

正確なSTLトライアングルメッシュ

正確なSTLトライアングルメッシュ 詳細が付いています

3Dスキャンは、オブジェクトのジオメトリと機能に関する正確で高速かつ包括的なデータを提供することにより、製造プロセスを強化できる強力なテクノロジーです。また、物理的なオブジェクトをさまざまな方法で操作および変更できるデジタルモデルに変換することにより、創造性と革新の新しい可能性を可能にすることができます。

次のセクションでは、3Dスキャナーのアプリケーションと、デザイナー、メーカー、専門家にもたらすメリットを調査します。 （つづく）

Interested in choosing a 3D scanner, read the article 「ハンドヘルド3Dスキャナーを選択する際に5つのことを知っておくべきこと」 to know more.

（このコンテンツはInvizionと協力しています）