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Qu'est-ce qu'un Scanners 3D ?

Un scanner 3D est un appareil utilisé pour la numérisation 3D.

La numérisation 3D est la technique qui consiste à collecter des données de forme à partir d'objets et d'environnements réels afin de construire des modèles numériques en 3D. Un terme similaire est celui d'imprimante 3D, qui effectue des conversions dans le sens inverse l'une de l'autre : un scanner 3D est un appareil permettant de convertir des objets en données numériques, tandis qu'une imprimante 3D est un appareil permettant de convertir des données numériques en objets.

Utilisations des scanners 3D

Les scanners 3D sont largement utilisés dans l'industrie manufacturière. Tout d'abord, ils sont utiles en tant qu'outils d'inspection de la qualité. L'inspection des produits industriels nécessite des mesures dimensionnelles à l'aide de divers instruments de mesure, mais l'utilisation de plusieurs instruments de mesure requiert des compétences pour manipuler chaque instrument et beaucoup de temps pour le processus de mesure.

Si l'objet à inspecter est converti en données 3D à l'aide d'un scanneur 3D, même les pièces complexes peuvent faire l'objet de mesures dimensionnelles sur les données numériques. Des comparaisons peuvent également être effectuées avec le modèle 3D conçu. Outre l'inspection de la qualité, les scanners 3D sont également utilisés pour la rétroconception.

La rétro-ingénierie fournit des données 3D du produit réel, qui peuvent être utilisées pour diverses analyses. Les produits des concurrents pour lesquels les données de conception ne sont pas disponibles peuvent être convertis en données 3D à des fins d'analyse structurelle et de comparaison avec les produits de l'entreprise.

En dehors de l'industrie manufacturière, les données 3D sont utilisées pour l'archivage numérique du patrimoine historique et culturel. Les monuments en pierre de grande valeur, par exemple, peuvent être préservés sous forme de données 3D. En outre, les applications de divertissement telles que l'animation, la production de films et de jeux vidéo sont également des industries où les scanners 3D sont utilisés.

Principes des scanners 3D

Les scanners 3D sont tout d'abord à contact et sans contact, et il existe plusieurs méthodes sans contact. Les principes des trois méthodes les plus courantes sont expliqués ici.

1. Scanners 3D avec contact

Les scanners 3D avec contact convertissent la géométrie en données de coordonnées en mettant une sonde en contact avec l'objet. Comme ils sont en contact direct avec l'objet, ils offrent une grande précision de mesure, mais nécessitent un temps de mesure relativement long. Un autre inconvénient est que certaines formes ne peuvent pas être pénétrées par la sonde, mais les scanners 3D à contact sont utilisés pour les objets qui ne peuvent pas être mesurés par des méthodes sans contact.

2. Méthode du faisceau laser

La méthode du faisceau laser est un scanner 3D sans contact qui mesure en irradiant un faisceau laser sur l'objet. Il existe trois méthodes principales de faisceau laser : la triangulation, le temps de vol (TOF) et la détection de phase.

La méthode de triangulation est très précise et convient à la mesure de petites surfaces, tandis que la méthode du temps de vol convient à la mesure de grandes surfaces. La méthode de décalage de phase, également connue sous le nom de méthode de déphasage, fournit une grande quantité de données de nuages de points en un temps relativement court, mais a tendance à produire davantage de données provenant de réflexions laser diffuses en tant que bruit.

3. Méthode de projection de la lumière sur le motif

La méthode de projection d'un motif lumineux est un autre principe utilisé dans les scanners 3D sans contact. Cette méthode consiste à projeter sur l'objet une lumière en forme de bande provenant du scanner et à obtenir des données 3D à partir de la lumière réfléchie, qui change en fonction de la forme de l'objet. Comme la source lumineuse est une LED plutôt qu'un laser, cette méthode peut être utilisée sur le corps humain et des informations sur les couleurs peuvent être obtenues, ce qui explique son utilisation relativement répandue.

Autres informations sur les scanners 3D

Précision des scanners 3D

Les scanners 3D produisent des données de numérisation en 3D de l'objet, mais ils ne reproduisent pas toujours parfaitement l'objet : les erreurs des scanners 3D se produisent dans la position du nuage de points de l'objet et dans la distance entre les nuages de points.

Il est important de choisir un produit avec une marge d'erreur acceptable, car les produits sont marqués d'une étiquette de précision. Naturellement, les produits de haute précision sont plus chers, mais certains produits permettent des mesures multiples pour compenser les erreurs.

Les données polygonales créées par un Scanners 3D peuvent également être combinées manuellement pour augmenter la précision. Les données polygonales sont des données composées d'éléments de surface. Pour cette tâche, l'expérience est importante, car il est nécessaire de connaître les meilleures méthodes d'amélioration de la précision pour l'objet.