Scanner 3D

Tipos de Scanner 3D

Projeta-se que o mercado global de scanners 3D atinja US$ 5 bilhões até 2032, a partir de US$ 1,5 bilhão em 2023. A crescente adoção da tecnologia de escaneamento 3D em várias indústrias, devido ao seu potencial para aumentar a produtividade e a eficiência, está impulsionando a expansão desse mercado.

Os scanners 3D criam modelos digitais 3D de objetos medindo sua aparência e forma. Esses dispositivos vêm em diferentes tipos, cada um cuidadosamente adaptado para atender a requisitos e aplicações comerciais específicas.

• Scanners 3D a laser: Os scanners a laser produzem digitalizações de alta precisão e são amplamente utilizados nas indústrias de engenharia civil, aeroespacial e de máquinas pesadas. Um scanner 3D a laser utiliza raios laser para determinar a distância de um objeto em alta velocidade e resolução. Os dados exatos da nuvem de pontos criados por um scanner a laser mostram a geometria superficial detalhada, incluindo formas complexas e medições precisas, tornando-o uma ferramenta excelente para mapeamento topográfico e documentação detalhada de objetos. No entanto, um scanner 3D a laser pode ser caro, e o processo de escaneamento pode levar mais tempo do que outros métodos.
• Scanners 3D de braço: Os scanners 3D de braço são braços mecânicos flexíveis com uma sonda que pode ser movida manualmente ou automaticamente ao redor de um objeto para capturar sua forma. Eles combinam métodos de escaneamento por contato e sem contato, tornando-os adequados para inspeção de qualidade, engenharia reversa e desenvolvimento de produtos. Os scanners 3D de braço oferecem boa precisão, especialmente para objetos de tamanho médio, e são amplamente utilizados nas indústrias de manufatura e automotiva. Eles são mais acessíveis do que os scanners a laser, mas podem ter limitações na obtenção de precisão muito alta ou na digitalização de geometrias complexas.
• Scanners 3D de luz estruturada: Este tipo de scanner 3D projeta uma série de padrões ou grades de luz sobre o objeto digitalizado. Uma câmera então analisa como o padrão se deforma para criar uma nuvem de pontos da forma do objeto. Os scanners de luz estruturada produzem modelos de malha detalhados e são mais rápidos do que os scanners a laser, tornando-os ideais para prototipagem rápida, preservação do patrimônio cultural e aplicações médicas. No entanto, os scanners 3D de luz estruturada podem ter dificuldades com superfícies altamente reflexivas ou transparentes.
• Scanners 3D portáteis: Como o nome sugere, os scanners 3D portáteis são dispositivos portáteis que podem ser movidos manualmente ao redor do objeto para capturar sua forma. Eles são fáceis de usar e versáteis, adequados para digitalização em movimento em vários setores. Os scanners portáteis são convenientes para digitalizar objetos grandes ou em locais onde os scanners fixos não alcançam. No entanto, o preço do scanner 3D portátil varia de acordo com o modelo e os recursos específicos e pode exigir mais habilidade para operar corretamente. Os usuários devem manobrar o scanner com cuidado para manter a velocidade e a qualidade consistentes, o que pode exigir prática para otimizar.
• Scanners 3D de fotogrametria: O software de fotogrametria é uma tecnologia que converte um conjunto de imagens 2D tiradas de ângulos diferentes em um modelo 3D. Essa nuvem de pontos pode então ser processada para criar uma malha, modelo 3D texturizado do objeto digitalizado. Embora a fotogrametria possa levar mais tempo do que outros métodos, é uma opção acessível para criar modelos 3D.

Função e recursos dos scanners 3D

A funcionalidade de um scanner 3D dependerá em grande parte do tipo. No entanto, a maioria dos scanners 3D são conhecidos por criar representações digitais das características físicas de um objeto. Este processo geralmente inclui três etapas vitais: digitalização, processamento e impressão ou modelagem.

• Digitalização: O scanner 3D funciona capturando os dados da nuvem de pontos do objeto físico por meio de uma série de medições e cálculos.
• Processamento de dados: Os dados da nuvem de pontos capturados são então processados e transformados em um modelo digital. Este modelo geralmente virá em vários formatos, como OBJ, STL ou PLY.
• Impressão ou modelagem: O modelo digital agora pode ser usado para várias coisas, como impressão 3D, visualização, simulação ou aplicativos de realidade virtual.

Existem vários recursos que se podem encontrar em diferentes tipos de scanners 3D, e todos eles desempenham um papel importante no processo geral de digitalização:

• Espaço de trabalho: O espaço de trabalho de um scanner 3D é geralmente a área onde o objeto que está sendo digitalizado está localizado. Isso é geralmente definido pela unidade de medida, que está em mm, e descreve as diferentes dimensões do espaço de trabalho.
• Nível de precisão: O nível de precisão dependerá do tipo de scanner que está sendo usado. Ele desempenha um papel importante em quão preciso e preciso o modelo digitalizado final é. Isso é medido em mm.
• Velocidade do processo: Isso pode variar dependendo do tipo de scanner que está sendo usado. Ele desempenha um papel importante na produtividade. A velocidade do processo é geralmente medida em amostras por segundo (sps), o que indica quantas vezes por segundo o scanner pode fazer uma medição de dados. Isso também pode estar em sps.
• Interface: A interface do usuário do scanner 3D apresenta ferramentas para visualizar, processar e manipular dados digitalizados. Facilita a aquisição de dados, ajuste das configurações de digitalização e transformação de dados de nuvem de pontos ou malha em formatos utilizáveis por meio de visualização, controle de qualidade e funções de aplicação a jusante.
• Volume: Isso significa quanto espaço o objeto a ser digitalizado vai ocupar. É geralmente medido em cm ³ (centímetros cúbicos).

Cenários de uso de scanners 3D

As aplicações gerais para scanners 3D incluem controle e inspeção de qualidade, engenharia reversa, preservação histórica, pesquisa científica e educação, design de produtos modificados, entretenimento e arte, saúde e medicina. Aeroespacial, arquitetura, automotiva, bens de consumo, saúde e medicina e manufatura industrial são as indústrias que mais utilizam a tecnologia de digitalização 3D.

As operações de manufatura e industriais utilizam a tecnologia de escaneamento 3D para verificar se produtos e peças atendem aos padrões de qualidade estabelecidos. Ajuda as pessoas a descobrir o que aconteceu no passado fazendo medições precisas e criando cópias digitais de edifícios e artefatos antigos. Cientistas e pesquisadores usam escaneamentos 3D para aprender mais sobre o mundo estudando coisas que foram escaneadas em três dimensões. Os educadores usam escaneamentos 3D para melhorar o aprendizado de seus alunos em ciências adicionando atividades interativas e imersivas a suas aulas. Para criar coisas melhores, as pessoas desmontam e examinam como máquinas antigas funcionam. Os escaneamentos 3D permitem que os artistas copiem e alterem obras de arte antigas para criar novas. No ramo do entretenimento, as pessoas usam escaneamentos 3D para criar modelos realistas para videogames e filmes.

Usando a tecnologia de escaneamento 3D, as pessoas podem fazer cópias digitais do corpo humano para ajudar médicos e enfermeiros a cuidar melhor de seus pacientes. Também ajuda a criar equipamentos médicos e próteses que se encaixam perfeitamente em cada pessoa. Várias indústrias de todo o mundo dependem da tecnologia de escaneamento 3D para ajudá-las a realizar melhor seus trabalhos e cumprir a lei.

Design e desenvolvimento detalhado de produtos, patrimônio cultural e arqueologia, medicina personalizada, forense e legal, realidade virtual e realidade aumentada, modelagem de informações de construção e educação e treinamento são outras áreas onde a digitalização 3D pode ser aplicada.

Como escolher scanners 3D

As empresas devem avaliar cuidadosamente vários aspectos para garantir que o scanner 3D selecionado atenda às suas necessidades, finanças e aspirações. É crucial levar em consideração a precisão e a precisão do scanner 3D. Essas qualidades são importantes para criar modelos digitais excelentes, especialmente em campos como engenharia, design e controle de qualidade.

Pense nos objetos que devem ser digitalizados. Diferentes scanners 3D funcionam melhor com vários tamanhos e complexidades de objetos. Escolha um scanner com capacidade máxima de digitalização que atenda ou exceda o tamanho e a complexidade dos objetos que você pretende digitalizar. É necessário também levar em consideração a resolução de digitalização. O nível de detalhe no modelo 3D final depende da resolução de digitalização. Os scanners de alta resolução capturam detalhes mais finos, enquanto os scanners de baixa resolução podem não.

A resolução mais alta é uma boa opção para objetos intrincados ou detalhados. Considere a velocidade do scanner 3D. A velocidade de digitalização é crucial para empresas que precisam digitalizar vários itens ou concluir o procedimento de digitalização rapidamente. Escolha um scanner 3D para laptop que atenda às necessidades de velocidade para reduzir o tempo de inatividade e aumentar a produtividade. É crucial considerar a adaptabilidade e os tipos do scanner 3D. Alguns scanners funcionam melhor em ambientes controlados, como laboratórios ou plantas industriais, enquanto outros têm capacidades portáteis para digitalização em campo.

Um scanner portátil é uma ferramenta prática para digitalizar locais de difícil acesso ou objetos externos. Pense também na adaptabilidade do scanner. Alguns scanners podem capturar várias superfícies, como texturas transparentes, brilhantes ou foscas. Selecione um scanner flexível que possa se ajustar a diferentes características de material e superfície.

Não se esqueça de levar em consideração o custo e o retorno sobre o investimento (ROI) do scanner 3D. Certifique-se de que os benefícios e as economias de custos que o scanner oferece compensem seu custo. Além disso, certifique-se de levar em consideração a facilidade de uso do scanner. Escolha um scanner intuitivo com instruções claras e procedimentos de operação simples para reduzir o tempo de treinamento e a carga de trabalho do usuário.

Por fim, pense na reputação do fornecedor, nas opções de suporte e nas garantias. Para verificar se o scanner 3D atende às expectativas, faça um teste ou obtenha uma amostra. As empresas podem escolher um scanner 3D que atenda às suas necessidades e melhore suas operações, levando em consideração esses fatores.

Perguntas frequentes sobre o scanner 3D

P1: O que é um scanner 3D e como funciona?

A1: Um scanner 3D é um dispositivo que captura a forma física de um objeto e cria um modelo digital 3D. Ele usa várias tecnologias, como escaneamento a laser ou luz estruturada, para obter dados geométricos precisos, que podem então ser processados e visualizados em software 3D.

P2: Quais são os diferentes tipos de scanners 3D?

A2: Existem vários tipos de scanners 3D, incluindo scanners a laser portáteis, scanners a laser estacionários, scanners de luz estruturada e scanners portáteis CMM (máquinas de medição de coordenadas). Cada tipo usa tecnologias diferentes e é adequado para aplicações e indústrias específicas.

P3: Para quais aplicações o scanner 3D pode ser usado?

A3: A digitalização 3D tem muitas aplicações, incluindo engenharia reversa, design e desenvolvimento de produtos, inspeção e controle de qualidade, preservação e conservação digital de artefatos culturais, aplicações de saúde como próteses e implantes, manufatura personalizada, construção com modelos BIM/CAD e criação de personagens/cenas animadas por meio de digitalização 3D de objetos/pessoas do mundo real.

P4: Quais são os benefícios de usar a digitalização 3D?

A4: Os benefícios incluem economia de tempo na elaboração/modelagem manual a partir de dados digitalizados, captura/medição precisa de objetos físicos existentes em formas com modelos de malha/geometria 3D detalhados implantados em várias indústrias para fins de validação, prototipagem instantânea possível por meio de ferramentas CAD paramétricas alimentadas por dados de escaneamento 3D sobrepostos sobre elas durante as iterações de design necessárias para viradas rápidas dentro de ciclos de desenvolvimento de produtos rápidos, preservação do patrimônio por meio de arquivos digitais criados usando tais tecnologias ao lado de inspeções automatizadas impulsionadas por digitalizações processadas digitalmente garantindo que os padrões de qualidade sejam atendidos, tudo enquanto aprimora as estratégias de personalização com base nos requisitos do usuário expressos fisicamente por meio de soluções sob medida facilitadas por meio da impressão 3D aproveitando os formatos de dados digitalizados correspondentes.