Перспективные 3D-сканеры высокой точности для промышленности

Рассказываем о промышленных 3D-сканерах, которые стали незаменимыми инструментами реверс-инжиниринга, контроля качества, промышленного дизайна и многих других видов деятельности, требующих быстрых и очень точных измерений. Представляем наиболее перспективные ручные 3d-сканеры высокого разрешения, нашедшие применение в металлургии, машиностроении, энергетике, медицине, науке и образовании.

Читайте статью, чтобы узнать больше

Содержание

• Thor Drake
  • Технические характеристики
  • Пример использования
• ScanTech KSCAN20
  • Технические характеристки
  • Пример использования
• ScanTech AXE-G7
  • Технические характеристики
  • Пример использования
• Creaform HandySCAN Black Elite
  • Технические характеристики
  • Пример использования
• Creaform MetraSCAN Black Elite
  • Технические характеристики
  • Пример использования
• Заключение

Thor Drake

Источник: top3dshop.ru

Drake представляет собой портативный беспроводной высокоточный 3D-сканер, позволяющий оцифровать объекты практически любого размера. Это первый промышленный 3D-сканер, который имеет сменные объективы – так называемые “головы”, которые используются для сканирования различных типов объектов и называются Mini, Midi и Maxi:

• Mini – для сканирования небольших объектов с характерными размерами менее 10 см. Объектив Mini обеспечивает максимальные значения разрешения и точности;

• Midi – для сканирования объектов средней величины, таких как части человеческого тела или двигатель автомобиля;

• Maxi – для сканирования крупных объектов, таких как элементы конструкций автомобилей, судов и самолетов. Объектив Maxi отличается наибольшей областью сканирования и максимальной глубиной резкости.

Один сканер с набором из трех “голов” позволяет сканировать практически любые объекты (за исключением, может быть, крупных строений или деталей пейзажа), используя одно единственное устройство.

Промышленные 3D-сканеры часто не в состоянии обеспечить удовлетворительные результаты при работе с такими объектами, как тонкие стенки, острые края, человеческие волосы или блестящие поверхности. Используя специальные алгоритмы и запатентованные математические методы, Drake успешно преодолевает встречающиеся трудности и обеспечивает неизменно высокие результаты.

Важная особенность этого сканера — его истинная портативность, то есть сканеру не нужно подключение к ноутбуку для работы,

• ни проводное, что делает его применение очень удобным (а в некоторых случаях и единственно возможным, по сравнению с “хвостатыми” моделями), при высотных работах или внутри крупных установок например;

• ни беспроводное, что позволяет использовать его там, где требования безопасности запрещают передачу важных данных в радиоэфире — Wi-Fi можно отключить, а данные скопировать на компьютер после сканирования.

Технические характеристики

Пример использования

Источник: thor3dscanner.com

Перед литейным производством была поставлена задача быстрого изготовления чугунных компонентов насоса для бетонных смесей. Ранее эти детали закупались в Японии и срок поставки достигал 4 месяцев.

При помощи Drake Midi все детали были отсканированы за 2 минуты, и 5 минут ушло на создание полигональной модели каждой детали.

Источник: thor3dscanner.com

На основе полигональных моделей были построены трехмерные модели в CAD.

Источник: thor3dscanner.com

Далее, также в CAD, были изготовлены модели форм для отливок, ставшие основой для комплекта чертежей элементов оснастки.

Источник: thor3dscanner.com

По этим чертежам, из дерева, на станке с ЧПУ была изготовлена вся необходимая оснастка, которая в дальнейшем использовалась для создания песчаных форм для литья.

В песчаные формы заливался металл; после остывания готовые изделия очищались.

Весь процесс – от начала сканирования до получения готовых изделий – занял менее двух дней. И теперь самостоятельное изготовление деталей, ранее импортировавшихся из Японии, обеспечивает существенную экономию времени и денег.

ScanTech KSCAN20

Записаться на демо

KSCAN20 – высокоточный 3D-сканер с самыми широкими возможностями применения, объединяющий встроенную систему фотограмметрии и режимы красного и синего лазера. Использование сканирования красным либо синим лазером обеспечивает высокую скорость измерений в сочетании с очень высокой детализацией. А фотограмметрическая система позволяет сканировать крупные объекты без потери точности измерений.

Сочетание авангардных аппаратных решений с уникальными алгоритмами, составляющими основу программного обеспечения, обеспечивают сканеру возможность осуществлять высококачественное сканирование

• объектов с размерами от 2 см до 10 м;

• острых краёв сложной геометрии;

• внутренних поверхностей труб и иных полых элементов.

Технические характеристки

Пример использования

Источник: 3d-scantech.com

По оценке авторитетного ресурса ResearchAndMarkets.com, «ожидается, что в период 2018–2024 мировой рынок автомобильных пресс-форм ежегодно будет увеличиваться не менее, чем на 7%».

Растущий спрос побуждает поставщиков использовать всевозможные инновации, способные ускорить обновление модельного ряда без потери качества и роста себестоимости. Одним из наиболее значимых нововведений является использование 3D-сканирования, в первую очередь — для контроля качества и реверс-инжиниринга.

Популярность промышленных 3D-сканеров неуклонно растет, однако стационарным устройствам не хватает мобильности, а подавляющее большинство ручных не имеет систем фотограмметрии и, как следствие, плохо справляется с обработкой крупных объектов. Решением является KSCAN20 – промышленный 3D-сканер метрологического класса с широким спектром применения

ScanTech AXE-G7

Источник: 3d-scantech.com

Промышленный 3D-сканер ScanTech AXE-G7 сочетает в себе возможности обычного высокоточного 3D-сканера и фотограмметрии. Благодаря такому сочетанию, устройство обеспечивает неизменно высокую точностью сканирования, вне зависимости от габаритов объекта.

Алгоритмы, положенные в основу ПО, позволяют AXE-G7 использовать вдвое меньше контрольных точек, нежели используют аналогичные устройства конкурентов. Усиленный контроль процесса позволяет четко определять границы области сканирования, держать их в памяти и качественно “сшивать” фрагменты, формируя общую картину.

Технические характеристики

Пример использования

Источник: 3d-scantech.com

С развитием науки и техники растёт сложность производимого оборудования и, как следствие, повышаются требования к точности изготовления комплектующих. В полной мере это относится и к электродвигателям, на энергоэффективности которых отражается даже легкая деформация корпуса.

В процессе изготовления корпуса его параметры обычно несколько отклоняются от расчётных. Для выявления наличия и масштабов этих отклонений проводятся контрольные измерения. Однако корпус электродвигателя имеет относительно небольшое внутреннее пространство и сложную форму, с большим числом мертвых углов, вследствие чего указанные измерения представляют собой очень непростую задачу. Высокоточный 3D-сканер AX-G7 обеспечивает эффективное решение задачи – точное, быстрое и недорогое.

Сканирование объекта:

Источник: 3d-scantech.com

Результаты сканирования

Источник: 3d-scantech.com

Сравнение с исходными данными

Источник: 3d-scantech.com

Вся процедура занимает 35 минут:

• нанесение меток – 10 минут;

• сканирование – 20 минут;

• сравнение и подготовка отчета – 5 минут.

3D-сканер высокого разрешения AX-G7 обеспечивает быстрое и точное сканирование поверхности корпуса – как наружной, так и внутренней – без какого-либо дополнительного оборудования. Все возможные дефекты выявляются в течение получаса, гарантируя высокую эффективность работы.

Creaform HandySCAN Black Elite

Источник: top3dshop.ru

Creaform HandySCAN Black Elite – профессиональный 3D-сканер высокого разрешения, широко применяемый в разных отраслях промышленности. Наиболее часто его используют для

• создания цифровых объектов;

• проверки точности изготовленных деталей;

• решения задач реверс-инжиниринга;

• поиска механических дефектов и коррозии на магистральных трубопроводах.

Особенность устройства — простота в использовании. HandySCAN Black Elite работает по принципу plug-and-play: чтобы начать сканирование, достаточно подключить сканер к компьютеру и запустить программу. Пользователь может на любом этапе остановить процесс, проверить полученный результат, а затем возобновить процесс.

HandySCAN Black Elite отличается от “материнской” модели HandySCAN Black тем, что использует в полтора раза больше лазерных перекрестий – 11 (22 луча) против 7 (14 лучей) – вследствие чего работает существенно быстрее.

Технические характеристики

Пример использования

Источник: creaform3d.com

Подготовка к автомобильной гонке всегда требует тщательной подготовки. Что можно сделать, когда выходит из строя шатун, соединяющий поршень с коленвалом? Как отремонтировать двигатель, если он уникален, и запчастей к нему не существует? Для проведения ремонта необходимо найти в архивах техническую документацию, а потом искать того, кто возьмётся за изготовление шатуна. Всё это требует много времени, а до Гран При остаётся лишь 8 недель. Есть лишь одно решение: реверс-инжиниринг.

Источник: creaform3d.com

Детали были отсканированы 3D-сканером высокого разрешения Creaform HandySCAN Black Elite, полученная полигональная модель преобразована в файлы CAD. Через пять дней 12 поршней запущены в производство. Полный комплект деталей готов через три недели.

Источник: creaform3d.com

Промышленные 3D-сканеры значительно повышают точность и сокращают время при обратном проектировании практически любых компонентов машин и механизмов. Кроме того, использование этой технологии позволяет снизить нагрузку на инженеров, которым в ином случае пришлось бы для моделирования компонентов прибегнуть к традиционным методам.

Creaform MetraSCAN Black Elite

Источник: top3dshop.ru

*На сегодняшний момент 3D-сканер снят с производства. Другие модели производителя Creaform здесь.

Промышленная сканирующая система Creaform MetraSCAN Black Elite – представитель линейки лазерных сканеров MetraSCAN, разработанной для выполнения высокоточных и воспроизводимых измерений метрологического уровня и трехмерных геометрических проверок поверхности. Как идеальное метрологическое решение для контроля качества и обратного инжиниринга, он генерирует высокоточные данные с любым типом компонентов, вне зависимости от размера, материала, отделки и сложности объекта. Успешно работает в любой производственной среде, нечувствителен к вибрациям.

Источник: creaform3d.com

Отличительные черты Creaform MetraSCAN Black Elite:

• высокая скорость измерения;

• большая область сканирования;

• сверхбыстрая настройка;

• быстрая готовность к работе.

Источник: creaform3d.com

Технические характеристики

Пример использования

MX – семейная компания, основанная во Франции в 1951 году. Одно из направлений деятельности компании – разработка навесного оборудования для тракторов и другой сельскохозяйственной техники.

Источник: creaform3d.com

Производители тракторов не любят делиться информацией о своей продукции. Это сильно затрудняет получение 3D-моделей, необходимых для разработки и производства деталей оборудования. Компания вынуждена проводить обмеры всех тракторов, оборудование для которых она намеревается изготовить. До недавнего времени MX использовала измерительные рычаги 3D (такие как Romer и Faro). Результаты измерений были вполне удовлетворительны, но затраты времени и денег очень высоки.

Во ходе одной из выставок MesurExpoVision сотрудники MX открыли для себя портативные 3D-технологии Creaform, а также преимущества, которые они могут принести своей компании и производственному процессу. Технологии измерений на основе промышленного 3D-сканера MetraSCAN обещали резкое упрощение процесса измерений, при повышений их точности и существенном снижении затрат.

Источник: creaform3d.com

В настоящее время MX использует технологии Creaform для оцифровки тракторов и прочей техники: сканирует все области, необходимые для проектирования навесных конструкций, включая точки крепления кронштейнов и их окружающую среду (кабины трактора, выхлопная труба, бензобак, аккумуляторный отсек, фильтры, трубы, радиатор, двигатель и моторный ременной шкив). Поверхности сканируются, а сканы обрабатываются с помощью Geomagic Solutions и экспортируются в CAD в формате .stl.

По словам представителя руководства MX, система позволила сократить время измерения более чем вдвое. Благодаря этому, конкурентоспособность бизнеса резко возросла, а число ежегодно реализуемых проектов увеличилось почти вдвое.

Заключение

3D-сканирование существенно повышает эффективность измерений геометрических параметров объектов сложной формы. Использование промышленных 3D-сканеров обеспечивает рост точности измерений при одновременном резком снижении материальных и временных затрат.

Представленная статья демонстрирует, что наиболее прогрессивные 3D-сканеры имеют сходные характеристики. Тем не менее, вопрос выбора конкретного устройства совсем не прост. Следует учитывать не только характер задач, для решения которых приобретается сканер, но и огромное количество иных параметров – от цены и используемого ПО, до личных предпочтений персонала, которому предстоит с этим сканером работать. Разобраться самому в этом обилии возможностей и ограничений оказывается весьма проблематично.