3d-сканер: что это и как он работает

Содержание

• Виды трехмерного сканирования
• Разновидности 3D-сканеров
• 3D сканеры в медицине
• Вывод

3D-cканеры – это оборудование, которое позволяет человеку создать цифровые копии различных объектов.

Первое в истории 3D-устройство – изобретение 1984 года инженера из США Чак Халла. Благодаря этому открылась новая эпоха в мире цифровой технологии получения уникальных оттисков. Появление данной технологии сделало возможным получить модель, которая в точности будет повторять скопированный образец.

Принцип работы 3D сканера основывается на создании послойного оттиска для выбранного объекта с использованием разнообразных материалов:

• пластикаты;
• полимеры;
• порошки на основе целлюлозы, металла, керамики;
• смолы.

Появление 3D сканеров упростило деятельность человека в различных сферах. Станки производятся под различные задачи. Стационарные приборы – отличный выбор для архитектурных, дизайнерских, медицинских(в том числе стоматологических), образовательных и промышленных компаний. С помощью этого прибора создают детали для автомобиля. Дентальные разновидности оборудования используются для моделирования зубов. Существует множество настольных моделей для ювелирных мастерских. Есть положительные истории использования их при реставрации, в качестве нетиповых устройств в хирургии, ортодонтии, геодезических циклах.

Виды трехмерного сканирования

Трехмерное сканирование делится на 2 типа:

1. Контактное.

Такие сканеры работают, контактируя с предметом. Стационарное устройство исследует, по сути, нужный объект «на ощупь».

Преимущества:

• высокая детализация;
• на приборе не отражаются световые условия;
• можно сканировать части объекта, сделанные в форме призмы;
• небольшая стоимость

Недостатки контактного прибора:

• процесс анализа очень медленный;
• существует ограничение для сканирования подвижных предметов.

Прибор функционирует по определенному принципу: исследуется объект с помощью непосредственного контакта. Это происходит, когда предмет располагается на поверхности. Отличается в работе высокой точностью. Есть недостаток – иногда изменяет объект, может даже повредить.




2. Бесконтактное.

Такие сканеры в свою очередь делятся на 2 типа.

Активные

Работают с использованием лазерного луча или структурированного света, направленного на предмет. Луч, отражаясь, предоставляет информацию о месторасположении объекта на оси координат.

Пассивные

В их основе применение времяпролетных приборов – дальномеров, считывающих расстояние и время, за которое лазерный луч достигает объекта. Работают до тех пор, пока не будут пройдена каждая точка, расположенная в помещении. В результате точно воссоздается предмет в трехмерном изображении.

Разновидности 3D-сканеров

Выпускается несколько видов данного оборудования. Станок предназначен для диагностирования и разработки 3D-моделей, включая лабораторные сборки.

1. Триангуляционные лазерные 3D-сканеры

Прибор, основан на принципе использования лазерного луча для зондирования объекта. Станок отправляет на исследуемый предмет лазер, а камерное устройство фиксирует точечное расположение. Его работу называют триангуляцией, так как точка лазера, излучатель и камера образуют треугольник.

2. Времяпролетные 3D- устройства

В технологии работы используется лазер и специальный дальномер, который определяет расстояние до исследуемого объекта. Учитывается время прохождения луча. Дальномер играет роль светового импульса (в одну и другую сторону). Всего за 1 секунду такой прибор способен измерить 100 тысяч точек.

3. Интраоральные (внутриротовые) 3D-сканеры.

Устройства, которые согласно инструкции рекомендуется выбирать для стоматологии для моделирования цифровых слепков имплантов. Работают они по интраоральному (внутриротовому) принципу - проецируя свет на объект сканирования, принимают световой сигнал (отраженный), передают его на компьютер. В результате получается объемное изображение.

3D сканеры в медицине

По принципу работы в стоматологии для исследования зубов применяются лазерные и оптические 3D-сканеры.

Лазерные

Такой прибор во время работы измеряет расстояние до объекта исследования, устанавливает актуальную длину лучей. Выбор направления луча лазера регулируется энкодерами. На основании анализа отражения лучей создается точечное облако в виде трехмерной картинки исследуемого предмета. Ключевой принцип работы таких приборов – оцифровывают объекты, имеющие сложную форму.

Оптические

Исследуемые места подсвечиваются направленным светом, в это время с различных ракурсов камеры фиксируют результат. Область засвечивается световой полосой или паттерном. Деформация света передает прибору сведения о форме и глубине исследуемого объекта. Весь процесс записывается и передает в программу компьютера информацию о структуре предмета.

Такие 3D-сканеры бывают 2-х видов:

1. Настольными (размещается на столе);
2. Ручными (ручное управление прибором).

Главное преимущество оптических моделей – высокая скорость работы. Кроме того, прибор может передавать цвета на экран ПК.

Профессиональные устройства необходимо откалибровать. Некоторым сканерам хватает одного раза при выпуске их на заводе. Другие приборы желательно калибровать перед каждым сканированием. Если станок откалиброван, то прослужит дольше и позволит получать изображения высокого качества.

Отечественный производитель откалиброванных 3D-сканеров, доступных по цене, и программного обеспечения. Их технические характеристики достаточно хорошие, а инструкция будет понятна даже для начинающих. Приборы этой компании хорошо работают на маленьких и больших объектах с высокой точностью. Поэтому область применения таких устройств очень широкая, купить могут все желающие.

Этот бренд имеет достаточно высокий рейтинг среди конкурентов. Если речь идет о 3D сканировании, советуют выбирать именно его. Компания выполняет собственные исследования и создает цифровые технологии трехмерных предметов. Получено много патентов в этой области, которые закрепляют авторские права. Благодаря этому, можно считать, что назвать эту компанию лидером в производстве 3D-сканеров, имеющих надежное качество сборки и хорошие характеристики при работе.

Эта компания выпускает компактный ручной 3D-сканер, который используется для оцифровки в цвете фактических объектов. Прибор отличается легкостью и недорогой ценой.

Вывод

Современные 3D-сканеры решают много задач, они стали востребованными в различных отраслях. В текущее время приборы используются в автомобилях. Ювелиры применяют их для создания украшений. Умные модели используется даже для обучения и хобби. За подобными устройствами большое будущее, поскольку производство приборов расширяется.