Comment choisir le meilleur scanner 3D : précision, volume et budget

La numérisation 3D occupe une place importante au début et à la fin des processus de fabrication 3D. Les ingénieurs, les concepteurs de produits, les chercheurs et autres professionnels utilisent les scannners 3D pour être plus rapides et plus efficaces au début de la réalisation de modèles numériques, en intégrant des objets existants par rétro-ingénierieen scannant des sculptures d'argile réalisées à la main, ou encore en représentant la forme exacte du corps humain.

En fin de fabrication, la numérisation 3D aide à vérifier la précision de la pièce imprimée. Elle peut aussi révéler la façon dont la pièce a été déformée après utilisation et les endroits où elle devra être renforcée à la prochaine révision de conception.

La gamme des scanners étant très large, il peut être difficile de choisir celui qui vous convient en fonction de votre application et de votre budget. Cet article expose plusieurs facteurs importants à prendre en compte lors de l'achat d'un scanner 3D. Téléchargez notre livre blanc pour obtenir plus d'informations, et notamment un diagramme d'aide au choix d'un scanner.


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Numérisation par scan 3D en rétro-ingénierie, restauration et métrologie

La numérisation et l'impression 3D sont utilisables, entre autres, en reproduction et en restauration, en rétro-ingénierie, en métrologie. Téléchargez notre livre blanc ou regardez notre webinaire pour découvrir ces applications et savoir comment commencer à appliquer cette technique pour améliorer vos propres processus de travail de conception.

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Ce qu'il faut prendre en compte pour choisir un scanner 3D

Rapport prix / précision d'un scanner 3D

La précision de numérisation varie considérablement d'une technologie à l'autre, et les coûts augmentent vite avec la précision. Les tolérances requises pour la pièce finale vous guident pour déterminer la précision nécessaire de votre scanner 3D.

Une comparaison de la précision et du prix annoncés par le fabricant, portant sur 20 scanners 3D disponibles en 2018.

Une comparaison de la précision et du prix annoncés par le fabricant, portant sur 20 scanners 3D disponibles en 2018.

Avec une précision de l'ordre de 0,1 mm ou supérieure, les scanners à laser et à lumière structurée s'associent parfaitement aux imprimantes 3D haute résolution. L'imprimante 3D stéréolithographique (SLA) Form 2 de Formlabs produit des pièces avec une précision et une zone imprimable similaires à la précision et au volume de numérisation de nombreux scanners laser de bureau.

Définition: Tant les scanners à lumière structurée que les scanners à laser utilisent la lumière projetée et une caméra à déviation pour effectuer une triangulation de points sur un objet à scanner. Un scanner à laser projette des lignes sur l’objet, alors que celui à lumière structurée projette une grille focalisée à partir d'un projecteur numérique. La lumière structurée peut obtenir une meilleure précision en raison du bruit par effet de chatoiement dû au laser.

En plus de la précision entre les points mesurés et leur emplacement réel, les scanners varient également en termes de résolution, à savoir la distance entre les points capturés à une distance donnée du scanner. Cela signifie que les détails de l'objet numérisé qui sont plus petits que la résolution du scanner ne seront pas capturés.

En général, la numérisation par lumière structurée présente les meilleures précision et résolution, normalement légèrement plus élevées que celle par laser. Dans certains usages artistiques, vous aurez peut-être besoin de beaucoup de détails, tandis que la précision globale est moins importante, surtout si vous n'avez pas besoin que votre pièce s'ajuste précisément à d'autres pièces d'un assemblage. Dans ce cas, la photogrammétrie est une excellente option à faible coût à tester. Vous trouverez plus d'informations sur la photogrammétrie dans ce Livre blanc.

Les scanners à laser et à lumière structurée offrent une grande précision, mais la rétro-ingénierie exige également une résolution suffisante pour arriver à scanner de petites surfaces.

Les scanners à laser et à lumière structurée offrent une grande précision, mais la rétro-ingénierie exige également une résolution suffisante pour arriver à scanner de petites surfaces. La photogrammétrie peut offrir une haute résolution, mais la précision est généralement inférieure.

La précision peut prendre des significations légèrement différentes selon le fabricant et la technologie de numérisation. Par exemple, la précision des scanners portables dépend de la distance par rapport à l'objet et de la qualité de reconstruction, tandis que les scanners de bureau ont une précision constante dans un volume de numérisation limité. Si vous envisagez d'acheter un scanner 3D pour des mesures précises, assurez-vous de comparer des appareils comparables.

Volume et couverture des scanners 3D

La zone qu'un scanner 3D peut capturer varie considérablement d'un scanner à l'autre. Trouvez un scanner qui corresponde à vos besoins en taille et en résolution, sans les dépasser, car le coût augmente généralement avec le volume de numérisation.

Les scanners portables peuvent être déplacés manuellement autour de l'objet et présentent moins de contraintes de taille que les modèles de bureau.

Les scanners portables peuvent être déplacés manuellement autour de l'objet et présentent moins de contraintes de taille que les modèles de bureau. La plupart des scanners portables bon marché peuvent capturer des objets de la taille d'un ballon de basket à une pièce entière. Les scanners portables haut de gamme ont une couverture encore plus large et répondent aux besoins de numérisation de tout objet qui nécessite une mesure précise, mais ne tient pas dans un scanner de bureau.

Les scanners portables sont également capables de capturer des objets de manière quasi instantanée, ce qui les rend particulièrement adaptés aux mesures anatomiques (lorsque le sujet n’est pas parfaitement immobile) pour des applications ergonomiques et médicales.

Les scanners peuvent faire pivoter l'objet pour capturer les zones occluses. Les régions rouges sont occluses et ne seront pas numérisées.

Les scanners peuvent faire pivoter l'objet pour capturer les zones occluses. Les régions rouges sont occluses et ne seront pas numérisées. Les zones à relief profond sont difficiles à capturer avec un simple plateau rotatif à axe unique en raison du manque de visibilité.

Si une zone du modèle n'est pas visible par le scanner, cette partie manquera dans le modèle. Vous pouvez réparer automatiquement de petites parties manquantes avec la plupart des logiciels de numérisation et créer un modèle imprimable en 3D. Cependant, les parties réparées seront rarement fidèles à l'objet d'origine.

De nombreux scanners utilisent des plateaux rotatifs pour mieux voir l'objet. Leur niveau de sophistication influe sur la facilité à capturer l'objet dans son intégralité : certains appareils peuvent déplacer l'objet sur plusieurs axes et le scanner sous plusieurs angles. Cette caractéristique est importante en rétro-ingénierie de pièces en plastique avec des concavités et des nervures profondes, impossibles à capturer sous un seul angle.

Numérisation à faible coût

Le coût élevé des systèmes à laser et à lumière structurée d'entrée de gamme peut être prohibitif, mais de nombreux systèmes moins coûteux sont disponibles. Les systèmes de numérisation à faible coût ont-ils des performances suffisantes pour des applications réelles ? La réponse est oui : une grande précision n'est pas nécessaire dans tous les cas, et les scanners à faible coût peuvent notamment présenter des avantages de vitesse et de volume de numérisation, qui les rendent intéressants.

Il existe trois catégories principales de systèmes de numérisation à faible coût : les caméras à détection de profondeur IR (infrarouge), la photogrammétrie et les scanners laser de bureau d'entrée de gamme.

Les caméras à détection de profondeur, tels que Structure Sensor, Sense Scanner et TrueDepth iPhone, projettent un champ de points infrarouge pour échantillonner une scène 3D. Ces caméras sont simples à utiliser et constituent l'option de numérisation la moins coûteuse, mais leur précision et leur résolution sont faibles, souvent supérieures à 1 mm, et les détails fins sont généralement perdus. Elles permettent la capture d'objets de grande taille, mais la précision diminue avec la distance entre l'objet et les angles par rapport à la caméra.

La photogrammétrie analyse automatiquement un grand nombre de photographies pour créer un modèle 3D.

La photogrammétrie analyse automatiquement un grand nombre de photographies pour créer un modèle 3D. Dans des conditions idéales, le niveau de détail de l'objet capturé par photogrammétrie est comparable à celui obtenu par un scanner laser. La précision géométrique est généralement inférieure en raison de l'absence de points de référence fixes pour la position de la caméra. Néanmoins, la photogrammétrie ne nécessite aucun équipement en dehors d’un appareil photo numérique et d’un logiciel, ce qui en fait une option intéressante.

La caméra à détection de profondeur et la photogrammétrie sont de bonnes solutions de numérisation d'objets volumineux pour créer des modèles 3D à l'échelle. Elles offrent une précision suffisante pour capturer la forme du corps humain et être utilisées pour créer des dispositifs à ergonomie personnalisée.

Il existe plusieurs scanners à laser d'entrée de gamme et de technologie similaire aux systèmes haut de gamme, tels que Matter and Form et EORA. Ces scanners sont un excellent moyen de commencer à reproduire de petits objets à l’échelle 1:1. Comme on peut s'y attendre, la précision des scanners laser d'entrée de gamme est inférieure à celle d'un scanner de métrologie à laser haut de gamme, mais ils peuvent facilement fournir suffisamment de détails pour reproduire de petits objets et figurines décoratifs, pour lesquels la précision n'est pas essentielle.

Si vous avez besoin de numérisation 3D seulement occasionnellement, des prestataires peuvent scanner votre objet, mais aussi effectuer une traduction en CAO et un examen de la précision.

Développer un processus de travail numérique avec la numérisation et l'impression 3D

Les scanners et les imprimantes 3D sont des pièces essentielles aux processus numériques dans tous les secteurs industriels.

Les scanners et les imprimantes 3D sont des pièces essentielles aux processus numériques dans tous les secteurs industriels. Téléchargez notre livre blanc ou regardez notre webinaire pour connaitre en détail comment utiliser la numérisation 3D pour améliorer la conception et la production de pièces, et comment, associés à l’impression 3D, les processus avec numérisation 3D peuvent être utilisés, entre autres, en reproduction et en restauration, en rétro-ingénierie et en métrologie.

Pour commencer à créer des modèles imprimables en 3D à partir d'un scanner 3D, vous devrez apprendre à travailler avec les résultats qu'ils fournissent. Apprenez comment débuter dans la conversion d'un scan en un modèle CAO imprimable en 3D avec la rétro-ingénierie.

Approfondissez aussi ce qu'il se passe du côté de l'imprimante 3D :découvrez en quoi consiste la technologie de la stéréolithographie et jugez par vous-même des matériaux Formlabs en demandant une pièce échantillon imprimée en 3D gratuite.

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