Come scegliere il miglior scanner 3D da usare con la tua stampante 3D

How to choose the best 3D scanner for 3D printing

La scansione 3D ha un ruolo importante all'inizio e alla fine dei processi di stampa 3D. Ingegneri, designer, ricercatori e non solo usano gli scanner 3D per iniziare a costruire modelli digitali in modo più facile ed efficiente, incorporando progetti esistenti tramite l'ingegneria inversadigitalizzando modelli in argilla scolpiti a mano oppure riproducendo la forma esatta del corpo umano.

Dopo la fabbricazione, la scansione 3D può contribuire a verificare l'accuratezza di una parte stampata in 3D, oppure, una volta che la parte è stata usata, può rivelare come si è comportata: scansionare una parte deformata può mostrare dove occorre rinforzare il modello nella prossima revisione.

Con una gamma così ampia di prodotti disponibili, può essere difficile scegliere quello giusto per il tipo di utilizzo che intendi farne e il tuo budget. In questo articolo analizziamo alcuni dei principali fattori da considerare prima di acquistare uno scanner 3D.


Formlabs White Paper 3D Scanning for Reverse Engineering, Restoration, and Metrology
Whitepaper

La scansione 3D per ingegneria inversa, restauro e metrologia

Il flusso di lavoro della scansione e della stampa 3D può essere applicato alla riproduzione e al restauro, all'ingegneria inversa, alla metrologia e non solo. Scarica il nostro whitepaper o guarda il nostro webinar per conoscere queste applicazioni, e scopri come iniziare a usare questa tecnologia per perfezionare il tuo flusso di lavoro.

*In inglese.

Scarica il whitepaper


Quali fattori considerare nella scelta di uno scanner 3D

Scanner 3D: prezzo o precisione

L'accuratezza della scansione varia notevolmente a seconda delle tecnologie, e una maggior accuratezza ha un costo superiore. Le tolleranze richieste dalla tua parte finale possono essere un parametro utile per determinare il grado di precisione che dovrà avere il tuo scanner 3D.

Un confronto fra la precisione riportata dal produttore e il prezzo di 20 scanner 3D disponibili nel 2018.

Un confronto fra la precisione riportata dal produttore e il prezzo di 20 scanner 3D disponibili nel 2018.

Con un'accuratezza dell'ordine di 0,1 mm o superiore, gli scanner laser e a luce strutturata si abbinano bene alle stampanti 3D ad alta risoluzione. La stampante 3D SLA Form 2 di Formlabs produce parti con un grado di precisione e con un'area stampabile simili al volume di scansione di molti scanner laser desktop.

Definizione Tanto gli scanner a luce strutturata quanto gli scanner laser usano la luce proiettata e una fotocamera offset per triangolare i punti sull'oggetto da scansionare. Gli scanner laser proiettano linee laser sull'oggetto, mentre gli scanner a luce strutturata proiettano una griglia focalizzata da un proiettore digitale. La luce strutturata può ottenere una maggiore accuratezza rispetto alla scansione laser, a causa del rumore che deriva dall'effetto speckle del laser.

Oltre alla precisione nella corrispondenza fra i punti misurati e la loro effettiva posizione, gli scanner possono anche presentare una diversa risoluzione, che è la distanza fra i punti acquisiti a una certa distanza di scansione. Ciò significa che i particolari dell'oggetto scansionato inferiori alla risoluzione dello scanner non verranno acquisiti.

In generale, gli scanner a luce strutturata forniscono la miglior risoluzione e precisione, e solitamente sono leggermente migliori degli scanner laser. Per alcuni impieghi artistici della scansione 3D potresti avere bisogno di un grado molto alto di dettaglio, mentre la precisione generale è meno importante – specialmente se non occorre che la tua parte si combini precisamente con altre parti in un assemblaggio. In questi casi, la fotogrammetria, illustrata più nel dettaglio in questo whitepaper, è un'ottima alternativa a buon mercato.

Gli scanner laser e a luce strutturata forniscono un'alta precisione, ma l'ingegneria inversa necessita anche di una risoluzione sufficiente a catturare superfici di piccole dimensioni. La fotogrammetria può offrire un'alta risoluzione, ma la precisione so

Gli scanner laser e a luce strutturata forniscono un'alta precisione, ma l'ingegneria inversa necessita anche di una risoluzione sufficiente a catturare superfici di piccole dimensioni. La fotogrammetria può offrire un'alta risoluzione, ma la precisione solitamente è inferiore.

La precisione può essere intesa in modo diverso a seconda del produttore e della tecnologia di scansione. Ad esempio, la precisione degli scanner portatili dipende dalla distanza dal soggetto e dalla qualità della ricostruzione dello scanner, mentre gli scanner desktop offrono una notevole accuratezza a fronte di un volume di scansione limitato. Se stai valutando l'acquisto di uno scanner 3D per misurazioni accurate, assicurati di confrontare scanner dello stesso tipo.

Volume e copertura degli scanner 3D

L'area che può catturare uno scanner 3D cambia significativamente a seconda del modello. Trova uno scanner che risponda alle tue esigenze in termini di dimensioni e risoluzione senza essere eccessivamente ingombrante, dato che di solito il costo aumenta all'aumentare del volume di scansione.

3d Scanner Volume and Coverage

Gli scanner portatili possono essere spostati manualmente attorno all'oggetto e hanno meno vincoli di dimensioni rispetto ai modelli desktop. La maggior parte degli scanner portatili economici è in grado di catturare oggetti di dimensioni che vanno da quelle di una palla da basket a quelle di un'intera stanza. Gli scanner portatili di fascia alta hanno una portata ancora più ampia, e possono essere usati con tutti quegli oggetti che richiedono misurazioni precise ma non entrano in uno scanner desktop.

Gli scanner portatili, inoltre, possono anche catturare gli oggetti quasi istantaneamente, e ciò li rende perfetti per le misurazioni di esseri umani (quando il soggetto non sta perfettamente immobile) per applicazioni ergonomiche e mediche.

Gli scanner possono ruotare gli oggetti per catturare le aree occluse. Le aree in rosso sono occluse e non compariranno nella scansione.

Gli scanner possono ruotare gli oggetti per catturare le aree occluse. Le aree in rosso sono occluse e non compariranno nella scansione. Le aree con rilievi profondi sono difficili da catturare completamente con una piattaforma rotante ad asse singolo proprio a causa delle occlusioni.

Se lo scanner non può vedere un'area dell'oggetto, nel modello rimarrà un vuoto. Puoi riparare automaticamente le piccole sezioni mancanti con la maggior parte dei software di scansione per creare un modello stampabile in 3D. Tuttavia, è raro che le parti mancanti riparate corrispondano esattamente all'oggetto originale.

Molti scanner usano piattaforme rotanti per aumentare le aree visualizzate. La sofisticatezza della piattaforma rotante di uno scanner determina con quanta facilità e completezza verrà catturato un oggetto: alcuni scanner hanno la capacità di spostare l'oggetto su più assi, acquisendone l'immagine da più angolature. Questa caratteristica è importante quando tramite l'ingegneria inversa si creano parti in plastica con profonde scanalature o nervature, impossibili da catturare da una sola angolatura.

Scanner 3D a basso costo

L'elevato costo di entrata per i sistemi di scansione laser e a luce strutturata può essere proibitivo, ma sono disponibili molti sistemi più buon mercato. I sistemi di scansione a basso costo possono offrire prestazioni adeguate alle applicazioni comuni? Sì: non tutti gli utilizzi richiedono un'alta precisione, e gli scanner a basso costo possono offrire vantaggi unici, come la velocità e le dimensioni della scansione, che li rendono a tutti gli effetti un'alternativa interessante.

Ci sono tre categorie principali di sistemi di scanner a basso costo: le fotocamere a infrarossi con sensore di profondità, la fotogrammetria e gli scanner laser desktop primo prezzo.

Le fotocamere con sensore di profondità, come Structure Sensor, Sense Scanner e TrueDepth per iPhone, proiettano un campo di punti in infrarosso per campionare una scena in 3D. Le fotocamere con sensore di profondità sono facili da usare e rappresentano gli strumenti per la scansione meno costosi, ma hanno bassa precisione e risoluzione, spesso superiori a 1 mm, quindi di solito i dettagli più minuti si perdono. Le fotocamere con sensore di profondità potrebbero catturare gli oggetti più grandi, ma la precisione diminuisce se aumenta la distanza dal soggetto e se l'angolo di visione è più stretto.

Photogrammetry uses a large set of photographs that are automatically analyzed to create a 3D model.

La fotogrammetria usa un ampio set di fotografie che vengono analizzate automaticamente per creare un modello 3D. In condizioni ideali, il grado di dettaglio catturato dalla fotogrammetria può rivaleggiare con quello di uno scanner laser. In generale, la precisione geometrica solitamente è peggiore a causa della mancanza di punti di riferimento fissi per posizionare la fotocamera. Nonostante ciò, la fotogrammetria non richiede attrezzature al di fuori di una fotocamera digitale e un software, il che la rende un'opzione interessante.

Tanto le fotocamere con sensore di profondità quanto la fotogrammetria sono una buona soluzione per scansionare oggetti di grandi dimensioni al fine di creare modelli in scala con la stampa 3D. Offrono un grado di precisione sufficiente per catturare la forma del corpo umano e possono essere usati nei flussi di lavoro per la creazione di dispositivi con caratteristiche ergonomiche personalizzate.

Sono disponibili svariati scanner laser primo prezzo che usano una tecnologia simile a quella dei sistemi più costosi, come Matter and Form ed EORA. Questi scanner sono un ottimo punto di partenza per riprodurre piccoli oggetti in scala 1:1. Come è prevedibile, la precisione degli scanner laser primo prezzo è inferiore a quella degli scanner laser di alta gamma per metrologia, ma questi laser possono comunque fornire un grado di dettaglio sufficiente a riprodurre piccoli oggetti decorativi e figure in cui l'accuratezza non è un fattore cruciale.

Se ricorri alla scansione solo di tanto in tanto, i servizi di digitalizzazione possono scansionare il tuo oggetto ed eseguire traslazioni CAD e verifiche della precisione.

 


Formlabs White Paper 3D Scanning for Reverse Engineering, Restoration, and Metrology
Webinar

3D Scan to 3D Print: Rapid Reverse Engineering for Machine Restoration, Assembly Jigs, and Aftermarket Products

Watch this webinar for a detailed look at how to start using 3D scanning to improve part design and production when paired with reverse engineering CAD and 3D printing. 

Watch the Webinar Now


Creare un workflow digitale con la scansione e la stampa 3D

Digital Workflow with 3D Scanning and 3D Printing

Gli scanner e le stampanti 3D sono fondamentali per il workflow digitale di vari settori. Scarica il nostro whitepaper o guarda il nostro webinar per un quadro dettagliato sulle modalità di impiego della scansione 3D per migliorare la progettazione e la produzione di componenti e sul modo in cui i flussi di lavoro delle tecnologie di scansione, unitamente alla stampa 3D, possono essere di fatto applicati a una varietà di settori, fra cui l'ingegneria e il design industriale.

Per iniziare a generare modelli 3D utili e stampabili a partire da uno scanner 3D, dovrai imparare a lavorare con l'output di questi dispositivi. Scopri come iniziare a convertire una scansione in un modello CAD funzionale e stampabile con l'ingegneria inversa.

Scopri di più sul ruolo delle stampanti 3D in questo processo: impara a conoscere la stereolitografia e vedi coi tuoi occhi i materiali di stampa avanzati di Formlabs richiedendo un campione gratuito di stampa 3D.

Richiedi un campione