Почему бюджетные 3D-сканеры не подходят для профессиональных задач

Как грамотно выбрать и купить 3D-сканер для решения профессиональных задач? Почему применение бюджетных устройств может оказаться дорогостоящей ошибкой?

Ежегодно такие сайты, как Pinshape и 3Dprint.com публикуют руководства по выбору лучших из доступных на рынке бюджетных 3D-сканеров, многие из которых предназначены для любительского использования. Но что насчет высококачественных 3D-сканеров для решения промышленных и профессиональных задач?



Creaform HandySCAN 3D – одно из самых передовых решений на рынке ручных профессиональных 3D-сканеров

Может ли недостаточное освещение в таких руководствах 3D-сканеров метрологического класса привести к тому, что инженеры и конструкторы станут применять бюджетные 3D-сканеры для решения своих профессиональных задач? Эта статья призвана дополнить такие руководства и объяснить, почему применение бюджетных 3D-сканеров в профессиональной деятельности может привести к дорогостоящим последствиям в дальнейшей технологической цепочке.

Инженеров и проектировщиков, которым необходимы профессиональные функции 3D-сканирования, но которые полагают, что смогут получить те же результаты, используя дешевый сканер, ждет разочарование.

Факторы, определяющие цену промышленного 3D-сканера

1. Инженерам и проектировщикам нужен 3D-сканер, обладающий высокой точностью, чтобы гарантировать точное соответствие результата проекту. Отклонение всего на 0,01 мм может привести к выбраковке изделия.
2. Им также необходимо высокое разрешение для обеспечения точного позиционирования. Если данные неправильно позиционированы, совмещены или интегрированы, результат аналогичен сканированию в нестабильных условиях.
3. Помимо точности и разрешения, промышленные 3D-сканеры обладают и другими особенностями: скорость позволяет сократить время оцифровки объекта и повысить скорость сбора и передачи данных.
4. Благодаря универсальности устройства вы можете сканировать различные изделия независимо от их материала, формы, цвета или размера.
5. Наконец, простота использования определяет качество работы и получаемые результаты.

Используя 3D-сканеры, не обладающие этими характеристиками, инженеры и проектировщики рискуют получить некачественные результаты сканирования и недостоверные данные, что, в свою очередь, может поставить под угрозу проекты, над которыми они работают, и их собственную карьеру.

Различие промышленных и бюджетных 3D-сканеров

3D-сканеры метрологического класса созданы для того, чтобы инженеры и конструкторы могли решать свои профессиональные задачи, в то время как бюджетные устройства больше подходят для использования в непромышленной сфере, особенно если точность не имеет решающего значения.

Недорогие 3D-сканеры идеально подходят для любителей, для использования в быту, тогда как высокотехнологичные ориентированы на профессионалов и позволяют им получать эффективные и точные результаты.



Непромышленное применение



Промышленное применение

Профессиональный 3D-сканер Creaform Go!SCAN 50 выполнил настройку, сканирование и последующую обработку за 5 минут 42 секунды, тогда как у недорогого устройства этот процесс занял 35 минут 20 секунд.

Практическое сравнение двух 3D-сканеров

Ниже приводятся результаты сравнительных испытаний двух портативных устройств для сканирования объектов до 50 см – недорогого сканера на основе технологии белого света и 3D-сканера Go!SCAN 50 компании Creaform. Многие параметры этих сканеров на первый взгляд кажутся сопоставимыми.

Движущиеся детали

1. Конструкция недорогого 3D-сканера включает импульсную лампу в качестве источника света, прибор необходимо охлаждать вентилятором. Помимо того, что это делает сканер довольно шумным, движущиеся детали являются важным источником потенциальной неисправности и должны будут в последствие заменяться.
2. Сканеры Go!SCAN 3D, точно так же как и другие технологии, изготовленные компанией Creaform, являются твердотельными, что означает, что в них не используются движущиеся детали. Это минимизирует риск возникновения неисправности и гарантирует максимально долгий срок надежного использования.

Просмотровый аппарат

1. Просмотровый аппарат бюджетного сканера быстро переполняется, что делает его запутывающим и сложным в использовании. Также отображаются только последние 50 последних считанных кадров.
2. Go!SCAN 50 предлагает превосходную визуализацию в режиме реального времени.

Повторная калибровка

1. Производитель непрофессионального сканера заявляет, что повторная калибровка их сканеров не требует специального оборудования и рекомендует пользователям перекалибровывать сканер путем использования стены в качестве плоской поверхности. Однако стена никак не может считаться эталонной плоскостью.
2. Go!SCAN 50 поставляется с исключительно стабильным и надежным прибором, который гарантирует максимальную производительность за счет выполнения простой процедуры повторной калибровки.

Отслеживание

1. Недорогие сканеры известны потерей отслеживания во время 3D-сканирования, что делает процесс чрезвычайно сложным и утомительным. При потере отслеживания пользователь может только запустить новую сессию или начать все с начала.
2. ПО VXelements от Creaform характеризуются очень мощными возможностями отслеживания. Это делает практически невозможным потерю слежения при сканировании детали с помощью Go!SCAN.

Добавление дополнительных данных

1. При возникновении прерывистости пользователь бюджетного сканера должен бегло просмотреть исходные данные, выявить кадр сбоя, разделить последовательность на данном участке, а затем перейти в режим ручного выравнивания двух последовательностей. Данный процесс должен выполняться каждый раз при возникновении прерывистости.
2. Go!SCAN 50 предлагает продолжить функцию сканирования (вместо ручного выравнивания), что дает возможность продолжить сканирование с точки, выбранной пользователем, последнего смонтированного 3D-кадра, известных особенностей текстуры или любой известной смонтированной цели, примененной на детали.

Результат, полученный на профессиональном 3D-сканере



Результат, полученный на бюджетном 3D-сканере

Рабочие характеристики

1. Возможность использовать позиционирование цели может компенсироваться отсутствием геометрии детали. Дешевому сканеру придется использовать обходной путь и имитировать геометрию с помощью внешних объектов или имитировать текстуру цветными наклейками.
2. Go!SCAN 50 может более надежным способом использовать текстурную информацию для позиционирования (например, виртуальное позиционирование цели), что одновременно делает его более точным и простым в использовании.

Сравнение рабочего процесса

1. Автоматический рабочий процесс, предлагаемый ПО Vxelements, сохраняет много сил и времени пользователя.
2. Поскольку обычный сканер не выравнивает данные и генерирует совмещенные результаты в режиме реального времени, пользователь должен пройти через несколько этапов для создания ячеистой модели. Расчеты на некоторых из этих этапов занимают очень много времени (20-30 минут и более), и пользователю придется пройти через этот процесс для выяснения того, необходимо ли собрать больше данных для сканирования.

Сравнение рабочего процесса для типового сканирования

Оба устройства использовались для 3D-сканирования скульптуры (800 мм) при разрешении 2 мм. Go!SCAN 50 выполнил настройку, сканирование и последующую обработку за 5 минут 42 секунды, тогда как у его «противника» этот процесс занял 35 минут 20 секунд. Таким образом, на 30 минут больше уходит на завершение и экспорт сканирования с помощью непрофессионального сканера, а при использовании Go!SCAN 50 требуется примерно в 7 раз меньше времени.

Точность

Сканирование шарикового наконечника длиной 900 мм со сферами 38 мм и шарикового наконечника длиной 1000 мм со сферами 50 мм выявило, что точность Go!SCAN 50 в 2-3 раза выше, чем у недорогого сканера. 3D-сканер Go!SCAN продемонстрировал явно более высокую надежность результатов: стандартное отклонение ниже в 4-5 раз.

Выводы: правильный выбор 3D-сканера для профессионалов

Как и ожидалось, 3D-сканер Go!SCAN 50 превосходит непрофессиональное устройство по всем параметрам. Он быстрее, точнее, проще в использовании и обеспечивает данные более высокого качества.

Таким образом, профессионалам в области 3D-сканирования необходимы решения более высокого качества, нежели любителям и полупрофессионалам. Причина проста: за качество нужно платить. Нельзя ожидать, что профессиональный 3D-сканер будет стоить, как оборудование любительского уровня и при этом предлагать характеристики метрологического класса.