Un escáner 3D es un dispositivo que captura información tridimensional sobre un objeto o superficie para crear una representación digital en 3D.
Utiliza distintas tecnologías, como la luz estructurada, la fotogrametría o el escaneado láser, para analizar el objeto desde distintos ángulos y obtener datos sobre su forma, tamaño y textura.
Los escáneres 3D se utilizan ampliamente en diversos campos industriales.
Pueden crear modelos digitales precisos y detallados, simplificando el diseño, el análisis y la reproducción de objetos reales en un entorno digital.
Las tecnologías utilizadas en los escáneres 3D son las siguientes: Lidar (detección y alcance de luz) Los escáneres 3D Lidar emiten pulsos láser para medir la distancia entre el dispositivo y el objeto objetivo.
A continuación, los sensores detectan los reflejos de los láseres para crear una nube de puntos 3D que representa la superficie del objeto.
Escáner 3D de triangulación láser - QuellTech
Escáneres de triangulación de líneas láser Esta tecnología utiliza un rayo láser que se refleja en el objeto a medir.
Midiendo los ángulos entre la fuente del haz, el objeto que recibe el haz incidente y el sensor que recibe el haz reflejado, se puede utilizar la triangulación trigonométrica para calcular distancias con un alto grado de precisión.
Escáneres de tiempo de vuelo (TOF) Los escáneres TOF envían impulsos de luz hacia el objeto y, a continuación, miden el tiempo que tarda la luz en volver al escáner.
Esta información se utiliza para determinar la distancia y crear una imagen tridimensional del objeto.
Escáneres de desplazamiento de fase Estos escáneres proyectan patrones de luz con diferentes fases sobre el objeto.
Los sensores miden la deformación de los patrones para calcular la distancia y crear un modelo 3D.
Escáner 3D de luz estructurada - Creaform Ametek
Escáneres de luz estructurada Utilizan patrones de luz proyectados sobre el objeto y capturan estos patrones distorsionados para calcular las coordenadas 3D de la superficie del objeto.
¿Qué aplicaciones tienen los escáneres 3D en la industria?
Escáner 3D ATOS Q para inspección y medición del GOM
Los escáneres 3D tienen muchas aplicaciones en la industria: Metrología y control de calidad Gracias a su versatilidad, los escáneres 3D para metrología son capaces de medir piezas de todos los tamaños, desde pequeñas piezas electrónicas hasta grandes estructuras como aviones y barcos.
Su uso puede mejorar la precisión de las mediciones, acelerar los procesos de control de calidad y facilitar el desarrollo de productos innovadores en diversas industrias.
Los sectores industriales que se benefician de los escáneres 3D para metrología son variados.
Se pueden encontrar en el sector aeroespacial, donde se utilizan para medir componentes de precisión en la fabricación de aviones.
Del mismo modo, la industria del automóvil los utiliza para comprobar la calidad de las piezas producidas en serie.
Escáner 3D MetraSCAN 3D-R para inspección robótica - Creaform_Ametek
Fabricación
Los escáneres 3D también se utilizan ampliamente en la fabricación de piezas y equipos, donde su precisión permite comprobar que los productos acabados cumplen las especificaciones requeridas.
En el laboratorio Los laboratorios de investigación y desarrollo se benefician de estos escáneres para diversas aplicaciones.
Pueden utilizarse en proyectos de ingeniería inversa, es decir, para comprender el diseño de un producto existente creando su modelo 3D a partir de mediciones, o para simular el comportamiento de piezas en entornos específicos.
M
odelo de escáner 3D HP-L-8.9de HEXAGON MANUFACTURING INTELLIGENCE en Directindustrypara brazos de medición e ingenieríainversa Ingeniería inversa a partir de datos de escáner 3D con cálculo mediante el software REcreate de HEXAGON MANUFACTURING INTELLIGENCE en Directindustry
¿Cómo funciona un escáner 3D?
Escáner 3D de luz azul estructurada Metrascan3D - CREAFORM AMETEK
La finalidad de un escáner es generar un modelo digital de un objeto, con el fin de realizar análisis para detectar posibles defectos, medir dimensiones y formas, y comparar las características del producto con las tolerancias de fabricación.
El escaneado se suele realizar sujetando un escáner manual.
Algunos escaneados se realizan automáticamente mediante un robot articulado.
Un escaneado requiere 3 elementos principales: una fuente de luz (láser azul, rojo o blanco) que ilumina el objeto con una malla específica conocida por el escáner (la luz azul filtra la luz blanca ambiental), una o varias cámaras que leen la malla proyectada sobre el objeto y deformada por su relieve.
Esta imagen deformada de la malla se utiliza para modelar el relieve del objeto en cuestión. un ordenador que recoge los datos y calcula las distancias entre los puntos de la malla mediante trigonometría.
Escáner 3D Metrascan3D - CREAFORM AMETEK
Existen varias tecnologías y métodos para captar y medir la geometría tridimensional de un objeto en la industria.
Éstos son los pasos principales
Capturar los datos del objeto que se va a medir: Los escáneres 3D utilizan métodos de captura de datos como la luz estructurada, el láser, la luz infrarroja, la estereofotogrametría o la tomografía computerizada (TC) para escanear la superficie o la estructura del objeto.
2. Creación de la nube de puntos: Las coordenadas tridimensionales medidas se combinan para crear una nube de puntos.
Esta nube de puntos representa la superficie externa del objeto escaneado y contiene millones de puntos con sus coordenadas XYZ.
3. Procesamiento de datos: Una vez creada la nube de puntos, hay que procesar los datos para limpiar los errores o imperfecciones causados por reflejos, sombras o interferencias.
Se utiliza un software especializado para filtrar y optimizar la nube de puntos.
4. Creación del modelo 3D: A partir de la nube de puntos, el escáner 3D crea un modelo 3D completo del objeto escaneado.
Este modelo puede consistir en una malla de triángulos que forma la superficie del objeto o en una representación volumétrica más detallada, según la precisión requerida.
5. Análisis y utilización de los datos: Una vez creado el modelo 3D, puede utilizarse para inspección de calidad, ingeniería inversa, análisis de deformaciones, simulación, diseño asistido por ordenador (CAD) o impresión 3D.
¿Cuáles son las ventajas de utilizar escáneres 3D en la industria?
Escáner 3D Metrascan3D - CREAFORM AMETEK
Los datos recopilados por los escáneres 3D son muy precisos y detallados, lo que ofrece una serie de ventajas: Mejora de la calidad del producto: los escáneres 3D pueden capturar datos con un alto grado de precisión, lo que permite realizar mediciones fiables y precisas de objetos y piezas.
Esto garantiza una mejor calidad de producción y un mayor cumplimiento de las especificaciones. Análisis exhaustivo: los escáneres 3D proporcionan datos completos sobre la geometría de los objetos, lo que permite un análisis detallado de dimensiones, formas, defectos y otras características críticas del producto. Velocidad: los escáneres 3D pueden digitalizar objetos en cuestión de instantes, lo que acelera considerablemente los procesos de control de calidad, ingeniería inversa y diseño. Mejor control de calidad: los escáneres 3D facilitan la inspección y comprobación de que los productos cumplen las normas de seguridad y calidad, garantizando que los productos finales son fiables y cumplen los requisitos. Reducción de costes: Al detectar rápidamente los defectos de las piezas antes de que se utilicen, los escáneres 3D ayudan a evitar costosos errores y a reducir el desperdicio de material.
Esto también reduce los tiempos del ciclo de producción y, por tanto, los costes de fabricación. Optimización de los procesos de fabricación: Los datos proporcionados por los escáneres también pueden utilizarse para identificar áreas del proceso de fabricación que podrían mejorarse y optimizarse. Ingeniería inversa: Los escáneres 3D se utilizan para crear modelos 3D precisos de objetos existentes, lo que facilita el proceso de ingeniería inversa y permite reproducir o modificar componentes con gran precisión. Automatización: Algunas tareas de medición e inspección pueden automatizarse, reduciendo la dependencia de métodos de medición manuales potencialmente propensos a errores humanos. Impresión 3D Los escáneres 3D también pueden utilizarse en combinación con impresoras 3D para crear prototipos o piezas personalizadas.
¿Cómo elegir un escáner 3D para mi aplicación y qué criterios debo tener en cuenta?
Elegir un escáner 3D depende de varios factores.
Estos son los principales criterios que debe tener en cuenta al elegir el escáner 3D que mejor se adapte a sus necesidades: Nivel de precisión: tiene que identificar la precisión que necesita para tus mediciones.
Algunas aplicaciones requieren una precisión muy alta, mientras que otras pueden conformarse con menos.
Opte por un escáner 3D de alta precisión. Tamaño y tipo de objetos a escanear: Determine el tamaño y la complejidad de los objetos que quiera escanear.
Algunos escáneres son adecuados para objetos pequeños y finamente estructurados, mientras que otros están diseñados para escanear grandes estructuras.
Si trabaja con piezas grandes, eliga un escáner 3D adecuado. Velocidad de escaneado: Evalúe la velocidad a la que necesitas escanear tus objetos.
Algunos escáneres son más rápidos que otros, lo que puede ser crucial en entornos de producción de alta velocidad. El tipo de superficie: Asegúrese de que el escáner 3D que elija sea adecuado para las superficies que quiera medir (reflectantes, oscuras, lisas, rugosas….). El tipo de material: Algunos escáneres pueden tener dificultades con determinados tipos de material.
Asegúrese de que el escáner que elija funciona bien con los materiales que va a escanear. Tipo de tecnología de escaneado: Hay distintos tipos de escáner 3D (escáneres de luz estructurada, escáneres láser, escáneres fotogramétricos). Portabilidad: Si va a trabajar en varias obras o en lugares de difícil acceso, eliga un escáner 3D que sea portátil y fácil de transportar. Software: compruebe que el software de procesamiento de datos del escáner 3D sea compatible con sus otras herramientas CAD y CAM para facilitar el flujo de trabajo.
Un software intuitivo y potente es esencial si quiere aprovechar al máximo las capacidades del escáner 3D. Precio: Puede variar considerablemente de un modelo a otro.