3D skeniranje omogoča, da fizični izdelek, komponento ali drug predmet pretvorimo v digitalne 3D podatke. Namesto klasičnega merjenja posameznih dimenzij lahko s 3D skenerjem zajamemo obliko in geometrijo celotne površine ter pridobljene podatke uporabimo za nadaljnjo analizo, kontrolo, razvoj ali izdelavo CAD modela.

Zato se 3D skeniranje danes uporablja na številnih področjih industrije – od kontrole kakovosti in 3D merjenja do vzvratnega inženiringa, razvoja izdelkov in avtomatiziranih merilnih procesov.

Pri izbiri 3D skenerja pa ni pomembno samo, koliko podatkov lahko zajame. Pomembni so tudi velikost in geometrija izdelka, zahtevana natančnost, material površine, način uporabe ter namen merjenja.

Kako deluje 3D skeniranje?

Osnovni princip 3D skeniranja je preprost: 3D skener zajame geometrijo fizičnega objekta in jo pretvori v digitalne 3D podatke.

Postopek lahko poenostavimo na nekaj korakov:

Zajem površine – 3D skener zajema geometrijo fizičnega izdelka.
Ustvarjanje 3D podatkov – posamezne zajete meritve tvorijo množico prostorskih podatkov.
Obdelava podatkov – podatki se združijo in obdelajo v uporabno 3D predstavitev objekta.
Analiza ali nadaljnja uporaba – rezultat lahko uporabimo za merjenje, kontrolo kakovosti, primerjavo s CAD modelom, vzvratni inženiring ali druge naloge.

Končni rezultat je odvisen od uporabljene tehnologije in programske opreme. 3D sken zato ni nujno že končni CAD model, ampak je pogosto prvi korak do njega.

Katere podatke dobimo s 3D skeniranjem?

Rezultat 3D skeniranja je lahko predstavljen na različne načine, odvisno od namena uporabe.

Oblak točk
Je množica prostorskih koordinat, ki predstavljajo zajeto površino objekta. Je eden od osnovnih rezultatov 3D zajema.

Mreža oziroma mesh
Iz oblaka točk lahko ustvarimo poligonsko mrežo, ki predstavlja površino skeniranega objekta.

Takšen 3D model je primeren za različne naloge, kot so vizualizacija, primerjava geometrije, nadaljnja obdelava ali priprava podatkov za vzvratni inženiring.

CAD model
Če je cilj izdelava oziroma rekonstrukcija parametričnega modela, je treba podatke 3D skena dodatno obdelati in na njihovi podlagi pripraviti CAD geometrijo.

Zato je pomembno razlikovati med 3D skenom, 3D mrežo in CAD modelom. Vsak predstavlja drugačno stopnjo obdelave digitalnih podatkov.

Za kaj se uporablja 3D skeniranje?

Področja uporabe so zelo različna. V industriji se 3D skeniranje pogosto uporablja tam, kjer je treba hitro zajeti kompleksno geometrijo ali primerjati dejanski izdelek z načrtovano geometrijo.

3D merjenje in kontrola kakovosti

Ena najpogostejših uporab je 3D merjenje in kontrola kakovosti.

S 3D skeniranjem lahko zajamemo geometrijo izdelka in jo primerjamo z referenčnimi podatki, na primer s CAD modelom. Tako lahko preverjamo dimenzije, geometrijo in odstopanja izdelka.

Pri tem lahko 3D podatke uporabimo za:

dimenzijsko kontrolo,
analizo geometrijskih odstopanj,
primerjavo izdelka s CAD modelom,
kontrolo izdelkov in komponent,
pripravo merilnih poročil.

Več o uporabi 3D skenerjev za ta namen najdete na strani 3D merjenje in kontrola kakovosti z industrijskimi 3D skenerji.

Vzvratno inženirstvo

Drugo pomembno področje je vzvratno oziroma povratno inženirstvo.

Če za obstoječi fizični izdelek nimamo ustreznega CAD modela ali tehnične dokumentacije, lahko njegovo geometrijo zajamemo s 3D skenerjem.

Postopek lahko vključuje:

fizični izdelek → 3D sken → obdelava podatkov → rekonstrukcija geometrije → CAD model

To je uporabno pri digitalizaciji obstoječih izdelkov, izdelavi nadomestnih komponent, posodobitvah izdelkov, orodjarstvu in drugih primerih, kjer je treba iz fizičnega izdelka pridobiti digitalne podatke.

Več o postopku si lahko ogledate na strani Vzvratno inženirstvo s 3D skeniranjem.

Razvoj in izboljšave izdelkov

3D skeniranje se lahko uporablja tudi pri razvoju izdelkov.

Fizični prototip lahko skeniramo in pridobljene podatke uporabimo kot osnovo za nadaljnjo analizo ali razvoj. Na ta način lahko povežemo fizični izdelek z digitalnim razvojnim procesom.

3D podatki so lahko uporabni tudi pri:

primerjavi prototipov,
preverjanju sprememb na izdelku,
zajemu obstoječih komponent,
prilagajanju novih komponent obstoječim,
dokumentiranju fizičnih izdelkov.

Avtomatizirano 3D skeniranje

Ko je treba enak ali podoben merilni proces izvajati pogosto, lahko pride v poštev avtomatizirano oziroma robotsko 3D skeniranje.

Namesto ročnega izvajanja vsake meritve je lahko 3D skener integriran v robotsko merilno celico. Takšen pristop je zanimiv predvsem za proizvodna okolja, kjer je pomembna ponovljivost merilnega procesa in večje število meritev.

Pri avtomatizaciji se lahko 3D skeniranje poveže tudi z merilno programsko opremo, pripravo merilnih programov in nadaljnjo analizo rezultatov.

Več o tej možnosti najdete na strani Avtomatizirana kontrola kakovosti z robotskim 3D skeniranjem.

Kakšni 3D skenerji obstajajo?

3D skenerji se razlikujejo po konstrukciji, tehnologiji zajema, načinu uporabe in namenu.

Glede na način uporabe jih lahko zelo poenostavljeno razdelimo na:

Ročni 3D skenerji

Ročni 3D skener lahko operater premika okoli izdelka in postopoma zajema njegovo površino.

Prednost takšnega pristopa je predvsem mobilnost in prilagodljivost pri različnih izdelkih in merilnih nalogah.

Ročni 3D skenerji so zato zanimivi za različne industrijske aplikacije, kot so kontrola kakovosti, merjenje, razvoj izdelkov in vzvratno inženirstvo.

Oglejte si ročne 3D skenerje Creaform.

Avtomatizirani in robotski 3D skenerji

Pri avtomatiziranem 3D skeniranju je skener integriran z robotskim sistemom oziroma drugo avtomatizirano merilno rešitvijo.

Takšni sistemi omogočajo avtomatizacijo zajema in merilnega procesa ter so namenjeni predvsem ponavljajočim se industrijskim aplikacijam.

Kako izbrati pravi 3D skener?

Pri izbiri 3D skenerja ni dovolj vprašanje, kateri model ima največ funkcij. Najprej je treba določiti kaj želite z njim meriti in kaj boste naredili s pridobljenimi podatki.

Pomembni dejavniki so predvsem:

1. Velikost izdelka

Drug sistem potrebujete za majhne komponente in drug za velike industrijske izdelke ali konstrukcije.

2. Zahtevana natančnost

Če boste podatke uporabljali za kontrolo kakovosti in dimenzijsko merjenje, morajo biti lastnosti sistema primerne zahtevam konkretne merilne naloge.

3. Geometrija izdelka

Kompleksne oblike, globoki elementi, robovi in majhni detajli lahko vplivajo na izbiro primerne tehnologije in načina zajema.

4. Material in površina

Različni materiali in površine lahko predstavljajo različne izzive pri 3D zajemu. Zato je treba izbiro tehnologije prilagoditi tudi konkretnim izdelkom.

5. Mobilnost

Če boste meritve izvajali neposredno v proizvodnji, na večjih izdelkih ali na različnih lokacijah, je lahko mobilni oziroma ročni 3D skener praktična rešitev.

6. Namen uporabe

Najpomembnejše vprašanje je, kaj želite s skenom narediti.

Ali potrebujete:

merjenje dimenzij,
kontrolo kakovosti,
primerjavo s CAD modelom,
vzvratno inženirstvo,
digitalizacijo izdelka,
razvoj izdelkov,
ali avtomatiziran merilni proces?

Odgovor na to vprašanje pogosto določi tudi najprimernejšo vrsto 3D skenerja.

3D skeniranje v industriji

Industrijsko 3D skeniranje je zanimivo predvsem zato, ker omogoča zajem kompleksne geometrije v digitalni obliki, ki jo lahko nato uporabimo v različnih fazah proizvodnega in razvojnega procesa.

Uporaba je lahko povezana z:

avtomobilsko industrijo,
orodjarstvom,
strojništvom,
proizvodnjo komponent,
razvojem izdelkov,
kontrolo kakovosti,
vzdrževanjem in servisiranjem,
izdelavo oziroma rekonstrukcijo nadomestnih delov.

Pri tem 3D skeniranje ni samo način za izdelavo 3D modela. V industrijskem okolju je predvsem orodje za pridobivanje uporabnih merilnih in geometrijskih podatkov.

Ti podatki lahko povežejo fizični izdelek z digitalnim procesom – od kontrole kakovosti in razvoja do vzvratnega inženiringa.

3D skeniranje ni enako za vsako aplikacijo

Pri izbiri sistema se pogosto pojavi vprašanje: »Kateri 3D skener je najboljši?«

V praksi je pomembnejše vprašanje:

»Kateri 3D skener je primeren za naš izdelek, merilno nalogo in proizvodni proces?«

3D skener, ki je primeren za hitro kontrolo velikih komponent, ni nujno optimalna izbira za majhne kompleksne dele. Prav tako rešitev za ročno izvajanje posameznih meritev ni enaka rešitvi, ki jo želimo vključiti v avtomatizirano proizvodno okolje.

Zato je pri profesionalnem 3D skeniranju pomembno gledati celoten proces – od zajema podatkov do njihove analize in končne uporabe.

Želite izvedeti, kateri 3D skener je primeren za vas?

Pri izbiri industrijskega 3D skenerja je najbolje izhajati iz konkretne aplikacije: kaj merite, kakšni so izdelki, kakšno natančnost potrebujete in kaj želite narediti s pridobljenimi 3D podatki.

IB-CADDY ponuja rešitve Creaform za različne industrijske aplikacije, od ročnega 3D skeniranja in merjenja do kontrole kakovosti, vzvratnega inženiringa ter avtomatiziranega 3D skeniranja.

Spoznajte možnosti

Ročni 3D skenerji Creaform
Raziščite rešitve za mobilno industrijsko 3D skeniranje.

3D merjenje in kontrola kakovosti
Preverite možnosti za dimenzijsko kontrolo in analizo odstopanj.

Vzvratno inženirstvo s 3D skeniranjem
Spoznajte proces od fizičnega izdelka do digitalnih 3D podatkov in CAD modela.

Avtomatizirana kontrola kakovosti z robotskim 3D skeniranjem
Oglejte si možnosti za avtomatizacijo 3D merjenja in robotsko kontrolo kakovosti.

Potrebujete pomoč pri izbiri rešitve?

Predstavite nam svoj merilni izziv in skupaj bomo preverili, katera rešitev 3D skeniranja je primerna za vaš izdelek in proces.

REZERVIRAJTE TERMIN S STROKOVNJAKOM

Za dodatna vprašanja pa nas lahko tudi kontaktirate na +386 1 566 12 55 ali info@ib-caddy.si in z veseljem vam pomagamo.