根据 Grand View Research的一项研究,2018年全球3D扫描市场规模为45亿美元,预计从2019年到2025年的复合年增长率为8.4% 。在这种增长的背后,我们可以推断出规模一直在上升。越来越多的公司已经意识到,投资3D扫描技术的好处; 产品开发和设计,质量控制,逆向工程和原型设计应用,个性化矫正器和假肢等设备,甚至用于虚拟现实应用程序。从历史上看,质量控制和检查一直占据最大的市场份额,但是,逆向工程领域预计在未来几年中,将实现显着增长。实际上,当制造商停止某些零件的生产时,对零件进行逆向工程以提供零件替换品很重要。尽管有好处,但重要的是要了解3D扫描,是否满足您公司的需求。此外,3D扫描仪种类繁多。市场上可以买到价格非常昂贵的设备,以及普通人能负担得起的设备,它们提供完全不同的功能,你也可以直接找到三维扫描服务商(如杭州博型科技)为您提供服务。
工业界必须先行思考,在尽可能短的时间内制造出更好的产品。对于新产品开发过程的很大一部分,是从设计开始,例如草图和模型,然后将这些在CAD模型中成型以构建原型。这就是3D扫描技术可以发挥作用的地方。如今,扫描解决方案具有许多优势。其中包括速度,多功能性,定制性,质量和精度,以及三维复制的便利性,进行逆向工程,对文物进行三维扫描建模,等等。航空航天,汽车,牙科和医疗行业都从这些功能中受益。但是,重要的是要问公司何时应该考虑将3D扫描集成到其业务中,因为这并不总是最好的主意。
最主要的是要考虑公司的应用程序,我们的专家会为我们提供建议。Jeff Wang评论道:“建议公司从设计阶段就购买3D扫描仪或与3D扫描服务商合作,以在整个产品生命周期中提供技术支持。” Molinero补充说:“我认为应该在对整个生产过程都有利的情况下采用3D扫描,无论它是用于质量改进还是时间改进。我认为最初将这一过程外包是合乎逻辑的,并且根据用途,请参见其经济可行性。莫妮卡·加兹塔尼亚加(MonicaGaztañaga)评论:3D扫描为我们提供了另一种视角,即对要分析的零件的全局视野,并且比迄今为止使用传统方法(例如“三维机器”)可以获得的信息更多。
3D扫描仪可用于检查零件,因此在质量控制中找到了许多应用| 照片来源:Sariki
3D扫描可以在产品开发和设计,质量控制,批量打样和智能制造中发挥重要作用。一旦了解了该技术将发挥的作用以及将使用的应用程序类型,在投资此级别的设备之前,需要考虑许多关键点。Jeff Wang强调了四个重要方面,即稳定性,效率和速度,扫描精度以及最终的可移植性和ROI。关于最后一点,他评论:为什么近年来3D扫描仪服务如此迅速?它们的便携性和成本效益。这极大地扩展了3D扫描的应用范围,几乎涵盖了各行各业,并且不再局限于机械精度检查。3D数字模型是非常重要的前端数据要求。“
另一方面,MonikaGaztañaga着眼于第三点,即扫描的准确性,并建议:“将激光三维扫描纳入我们的流程时,重要的是要知道最终结果中需要获得的细节水平。对于每种情况,合适的扫描仪的选择将在很大程度上取决于此。它反映了零件的真实数字还原。与检查相比,设计过程对细节捕捉有更高的要求。JoséMolinero补充说:“在选择设备时,必须考虑工件的尺寸,材料的类型,所需的详细程度和所需的测量时间。这使我们能够很好地界定技术之间的界限。
便携性是3D扫描仪的重要功能
考虑到结构光和激光这两个主要技术,主要区别是什么?
激光三角测量的工作原理是将点或激光线投射到对象上,然后使用传感器捕获其反射。该方法称为三角测量,因为激光点(或线),传感器和激光发射器形成三角形。另一方面,结构化光还使用三角剖分,这是通过将光的图案投射到对象上来进行的。考虑到这些概念,让我们找出专家对每种情况下使用哪种方法的想法。
近年来,这两种解决方案都得到了不断改进,因此3D扫描的应用越来越多。ScanTech的首席执行官评论说:“近年来,这两种解决方案都在不断改进。例如,ScanTech于2016年推出的PRINCE 3D扫描仪在业界领先,使用蓝色激光作为光源,改善了激光扫描的细节捕获;GOM GmbH推出了结构化光扫描仪ATOS 5X,它具有可扫描黑色和有光泽物体的自动扫描传感器。因此,激光3D扫描和结构化光的应用越来越多。”
根据JoséMolinero的说法:“激光三角测量具有某些优势,在需要精确度和测量速度的情况下,其达到的值比结构光要好得多。另外,它倾向于在折射或反射的零件中产生较少的噪声。在结构光的情况下,我们的优势是能够覆盖更大的工作区域,这在大物体的情况下便于测量。MonikaGaztañaga指出:“激光三角剖分扫描仪通常比带结构光的扫描仪更准确,尽管捕获时间通常更长且更复杂。通常在较大的工件上使用结构化光,而在公差较小的工件上使用激光,但是在每种情况下都必须对此进行评估。
根据要扫描的零件的类型,尽量选择激光三角测量或结构光。
3D扫描时常见的错误是什么?
显然,在投资一项新技术时,了解常见的错误可能会阻止用户将来制造它们。避免这些问题的一种方法是了解计量学,这有助于进行过滤过程,以及在对点云进行过滤和网格化后从点云中提取元素。Gaztañaga认为,扫描仪的精度和零件的材料可能是常见的限制之一。实际上,她评论道:“如今,在大多数情况下,接触系统提供的精度要比扫描仪提供的精度更高。零件的材料光泽是我们可能遇到的另一个局限性,因为在某些情况下,我们将需要外部帮助来使表面细微差别并获得高质量的点云“。
对于JoséMolinero而言,他强调两个典型的错误通常是测量时间和3D扫描所涉及的成本,并评论说:“不熟悉这项技术的用户认为,通过扫描3D对象,可以将几何图形容易修改。这种逆向工程过程不是迅速的过程,需要一定的专业知识才能获得质量扫描。Wang说,许多用户认为通过扫描获得的3D数据的结果与原始3D数字模型的文件一样。他还指出:“扫描的网格或点云数据文件与原始3D数字模型不同。用户应接受专业培训,以将网格数据文件修复转换为3D数字模型文件。