Итак, вы ищете новый профессиональный 3D-сканер для производства, разработки, создания новых деталей путем улучшения существующих образцов, прототипирования, анализа изделий и контроля качества.
Рынок аппаратов для 3D-сканирования достаточно обширен и не сразу бывает легко сориентироваться в нём. Для решения этой проблемы мы и написали эту статью — прочитав её, вы узнаете: на какие характеристики смотреть в первую очередь, на что еще обратить внимание при выборе, какие факторы учесть при выборе 3D-сканера, как выбрать оборудование для 3D-сканирования, которое максимально подойдёт именно вам, в соответствии с вашими целями и задачами.
Читайте до конца и узнайте больше.
Выбор 3D-сканера
Какие проблемы возникают при выборе 3D-сканера
Новичкам внедрение новой технологии может показаться минным полем. Выберите неправильное устройство, и вы можете остаться с дорогим, сложным в освоении оборудованием, которое вы в итоге не будете использовать.
Как это ни парадоксально, обилие вариантов может сильно затруднить выбор. Рынок устройств для 3D-сканирования переполнен передовыми технологиями, слишком разнообразными, чтобы одно устройство могло обеспечить универсальное решение для любой области применения. Вам придется сначала определиться с критериями, по которым вы будете выбирать оборудование, и, уже руководствуясь ими, вы сможете сделать выбор максимально подходящего 3D-сканера, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям.
Если вы хотите создать модель или аватар в развлекательных целях, вам может даже не понадобиться профессиональный 3D-сканер — для этого уже существуют мобильные приложения. Но только устройства, работающие с использованием таких технологий, как структурированный подсвет, синий лазерный подсвет или LiDAR, которые могут похвастаться высокой точностью, смогут помочь вам в создании точных цифровых слепков — 3D-сканов, так необходимых для передовой инженерии.
Совет: Не выбирайте 3D-сканер только по характеристикам точности и разрешения, обращайте внимание и на другие свойства оборудования — они могут стать ключевыми, в зависимости от специфики вашего применения.
На что обратить внимание при выборе 3D-сканера
Для начала, стоит уделить время тщательному анализу индивидуальных потребностей вашего проекта. Если вы работаете с командой, у которой уже есть опыт 3D-сканирования, то коллеги, скорее всего, смогут подсказать вам — на какие ключевые моменты надо в первую очередь обратить внимание.
- Точность — одна из важнейших характеристик, приоритетная для таких областей применения, как реверс-инжиниринг и инспекция производимых деталей.
- Скорость работы оборудования важна для быстрого завершения проектов.
- Эргономика, компактность и удобство подключения важны всегда, но особенно тогда, когда приходится производить сканирование в стесненных обстоятельствах, в цехах, в полевых условиях, в машинных отделениях судов и на борту другого транспорта.
- Разрешение тоже имеет значение, если важна реалистичность и подробность сканов. В отличие от точности 3D-сканера, которая заключается в постоянстве измерений, разрешение описывает наименьшее расстояние между захваченными точками на поверхности объекта.
- Масштаб, а точнее — возможность работать с крупными объектами, — эта характеристика важна в применении на стройке, при ремонте судов, самолетов, автомобилей. Стройка, пожалуй, самый показательный пример — это область, в которой инженерам необходимо захватывать огромные площадки для планирования проектов. Требования к оборудованию в этой области будут совершенно иными, чем в ювелирном деле или стоматологии, например, где важнее максимальная точность и аккуратность на малых расстояниях.
Понимание того, что вам требуется от 3D-сканера, какие именно свойства и характеристики помогут ему принести вам максимальную пользу, важно при выборе. Далее рассмотрим, как же применять эти принципы на практике.
Параметры выбора
Условия работы, особенности локаций применения
Прежде всего надо определиться, где именно, в каких условиях вы планируете сканировать. Оцифровка сложных объектов часто требует универсальности 3D-сканера, в то же время, работа в удаленных местах требует использования емких или сменных аккумуляторов.
3D-сканирование в помещении и на открытом воздухе также сильно отличается. При съемке на открытом воздухе освещение и влажность могут вызвать некоторые проблемы. При экстремальных температурах может страдать точность или стабильность работы сканера, если он не рассчитан на них. В любом случае, рекомендуется держать аппаратуру вдали от прямых солнечных лучей и загрязнений.
Простота использования
Вы можете найти в продаже много сканеров профессионального уровня, но некоторые из них проще в использовании, чем другие. Чтобы сразу начать использовать все возможности устройства, лучше всего выбрать что-то легкое, универсальное и беспроводное. Напротив, проводные сканеры обычно требуют калибровки перед использованием.
Стоит учесть и комплектацию. Если сканер не имеет емкой внутренней памяти, а вам необходимо портативное решение, потребуется носить с собой ноутбук. Простота транспортировки также важна — хорошо, когда в комплекте со сканером поставляется удобный и надежный кейс.
Немаловажным для работы 3D-сканера стоит признать и ПО для сбора и обработки данных. Превращение сканов в пригодные для использования данные может вызвать сложности у неопытного и не подготовленного оператора.
По параметрам частоты кадров, отслеживания и автоматической склейки фреймов в модель профессиональные устройства, как правило, превосходят любительские решения не только в точности, но и в простоте работы. Более дешевые альтернативы, как правило, предоставляют меньшее разрешение и более низкую производительность.
3D-сканер должен быть способен обрабатывать объекты такого диапазона размеров, из таких материалов и с такой сложностью поверхности, какие вы планируете сканировать.
Диапазон размеров
Разные типы сканеров рассчитаны на работу с объектами разных размеров, от зуботехнических и ювелирных изделий до целых зданий, и разумеется — такие аппараты радикально отличаются друг от друга. Тут важно определиться с приоритетностью точности перед размерами или наоборот.
Если ваш рабочий процесс включает 3D-сканирование крупных объектов — будь то самолеты, поезда или автомобили, дальнобойные устройства с технологией LiDAR подойдут лучше всего.
Информацию о более мелких объектах, таких как печатные платы, лучше получать с помощью портативных 3D-сканеров, разработанных для оцифровки труднодоступных областей с высокой детализацией.
Скорость и поле зрения также играют свою роль. Чем больше точек сканер собирает в секунду, тем быстрее он может оцифровывать крупные объекты. Аналогично, чем шире поле зрения устройства, то есть область, которую оно захватывает за одно сканирование, тем больше данных оно захватит за один раз. Чем больше данных захватывается, тем дольше они обрабатываются, это надо понимать.
Наконец, стоит оценить способность сканера получать информацию о глубоких отверстиях, впадинах и поднутрениях. Тут впереди всех лазерные сканеры с опцией подсвета одной линией.
Точность сканирования
Такой параметр, как точность сканирования, описывает буквально точность получаемых данных по линейным размерам сканируемых объектов. Когда необходимо принимать решения по данным сканирования, такая точность, в десятые доли миллиметра, становится главным приоритетом.
Это особенно актуально при применении 3D-сканирования в целях обратного проектирования и инспекции с минимальными допусками. Высокая точность данных имеет решающее значение для оцифровки деталей механизмов, а также для минимизации неопределенности во время анализа продукта, что является ключевой заботой инженеров.
3D-сканирование с применением меток отлично подходит для достижения необходимой точности, хотя часто не захватывает текстуру. В этом отношении сканирование с использованием структурированного подсвета эффективнее – оно захватывает и детали поверхности, и текстуру.
При работе в здравоохранении и прототипировании точность также важна. Будущие запасные части не будут вставляться в сборки, если они основаны на плохих измерениях. Медицинские устройства на основе сканирования также должны подходить идеально, чтобы пациенты не отказывались от них.
Только профессиональные 3D-сканеры обеспечивают высокий уровень точности. Хоть они и дороже компактных любительских устройств, они стоят того, чтобы в них инвестировать.
Разрешение сканирования
Разрешение влияет на общую точность, но разрешение и точность это разные вещи. Разрешение определяется наименьшим расстоянием между захватываемыми точками поверхности и детализацией, а точность — это о размерах и геометрии объекта. В таких областях применения, как компьютерная анимация, VR, криминалистика и ювелирное дело разрешение имеет приоритет.
Сбор данных с высоким разрешением естественно приводит к более тяжелым файлам результатов, обработка которых занимает больше времени.
Для получения максимального разрешения 3D-сканов, при выборе аппарата стоит обратить внимание на устройства с синим лазерным подсветом. Фотограмметрия, напротив, позволяет захватить данные с высоким уровнем детализации, включая информацию о цветах, но делает это за счет точности, что ограничивает ее применение.
Скорость сканирования
Время — деньги. На практике это означает, что скорость имеет решающее значение. Многие популярные 3D-сканеры работают на основе структурированного света, технологии, способной захватывать миллионы точек данных в секунду. Скорость сканеров со структурированным светом также можно измерить в кадрах в секунду (FPS) — чем выше этот показатель, тем лучше.
Скорость зависит от технологии. 3D-сканеры с белым подсветом могут захватывать 2 миллиона точек данных в секунду, со скоростью съемки до 16 фреймов в секунду. Топовые устройства на базе VCSEL могут захватывать в два раза больше точек, со скоростью 80 кадров в секунду, за тот же период времени.
Если вы собираетесь много сканировать, профессиональное устройство с возможностью быстрого захвата данных сэкономит вам время и деньги в долгосрочной перспективе, повысит производительность. Быстрый захват также является ключевым фактором при сканировании недостаточно неподвижных объектов, таких как люди.
Программное обеспечение
Сравнивая 3D-сканеры по техническим характеристикам, важно не забывать о том, что огромная часть их функционала определяется не железом, а софтверной частью, ПО.
Для быстрой обработки входящих данных и получения наилучших результатов требуется высококлассное ПО. Производители промышленных 3D-сканеров уделяют разработке и изданию наилучшего ПО не меньше времени, чем конструированию и производству собственно сканеров, и это совершенно правильно — от программ зависит очень многое.
При выборе 3D-сканера обязательно изучайте: с каким ПО поставляется 3D-сканер, с каким ПО он совместим, какие форматы файлов использует и так далее. В ПО для узкопрофильных сканеров, например стоматологических, разработчики закладывают важнейшие для этой области применения функции и особенности. Это обязательно нужно учитывать. Программы сбора и обработки 3D-данных играют ключевую роль в качестве получаемых результатов.
Стоимость, цена 3D-сканера
3D-сканеры, в зависимости от их устройства и назначения, могут стоить от сотен до сотен тысяч долларов. Когда речь идет о профессиональных и особенно метрологических устройствах — их покупка оправдывает вложенные средства многократно, если у вас есть достойная область применения для такого оборудования.
По сравнению с традиционными измерениями и другими формами оцифровки, такими как фотограмметрия, 3D-сканирование выполняется быстрее и менее подвержено ошибкам оператора, что сокращает сроки выполнения работ и гарантирует получение точного результата.
Хотя менее дорогие 3D-сканеры могут показаться более привлекательными в краткосрочной перспективе, профессиональные устройства являются более выгодной инвестицией, предлагая большую надежность и точность надолго.
Итог
Подводя итог, предлагаем вам наши основные советы по покупке.
- Первое, на что следует обратить внимание при сравнении 3D-сканеров — это разрешение. Во многих случаях это самый явный отличающийся параметр.
- Более детальное сравнение может потребоваться для проверки точности, хотя это тоже ключевой показатель производительности.
- Еще один важный совет — покупайте у надежного проверенного продавца. Не поленитесь уточнить детали у его сотрудников до покупки, о таких вещах как гарантия, сервис, возврат, техподдержка. Высококлассные промышленные 3D-сканеры служат десятки лет, и хорошая техподдержка им точно не помешает.
- Трезво оцените собственные навыки и умения, сможете ли вы эффективно использовать 3D-сканер? Попросите представителя продавца провести демонстрацию и инструктаж. Если необходимо, пройдите курсы 3D-сканирования.
- Не забывайте, что самая низкая цена может быть не самой лучшей. Не стоит вкладывать деньги в 3D-сканер, который не соответствует требуемым характеристикам — вам придется пойти и купить другой.
- Не гонитесь за самыми последними новинками технологии в устройстве 3D-сканеров, если они не относятся к нужным вам функциям — выбирайте то, что даст необходимый именно вам результат.
Так вы найдёте 3D-сканер, который соответствует вашим потребностям в точности. Попросите продавца продемонстрировать его работу и удостоверьтесь в соответствии получаемых результатов вашим требованиям. После этого у вас будет вся информация, необходимая для принятия обоснованного решения и приобретения 3D-сканера, который будет служить вам долго и поможет решить множество профессиональных задач.
Ну и последний, но не по важности, совет: обращайтесь за консультацией для выбора и покупки профессионального 3D-сканера к специалистам.
