Промышленное 3D сканирование

Дата публикации: 12.04.2019

Промышленное 3D сканирование представляет собой процесс создания точных компьютерных копий объектов различного назначения, в результате которого получается их трехмерные цифровые модели в требуемых форматах, пригодных для последующей обработки в средах проектирования САПР (CAD): Autodesk, SolidWorks, CATIA и пр.

Сканирование осуществляется двумя основными способами: контактным или бесконтактным. В первом случае используются специальные щупы, непосредственно взаимодействующие с наружной поверхностью объекта. Во втором случае применяется высокоточные лазерные и оптические сканеры, осуществляющие 3D съемку и измерение объекта на расстоянии. В зависимости от размеров и особенностей объекта может совместно осуществляться контактный способ и бесконтактная лазерная съемка.

Для художественного сканирования предметов, имеющих относительно небольшие размеры, таких как скульптуры, барельефы, посуда и пр., применяются в основном оптические сканеры.

Виды сканируемых промышленных объектов

К таким объектам относятся:

  • отдельные детали и механизмы;
  • готовые промышленные изделия и их части;
  • станочное и другое оборудование, используемое в производстве.

Результаты сканирования промышленных объектов используются в целях:

  • создания твердотельных объемных 3D моделей разнообразных деталей (обратный инжиниринг);
  • проектирования привалочных поверхностей изделий для стыковки с сопрягаемыми деталями;
  • создания 3D модели окружения объекта для вписывания в него проектируемой детали;
  • проверки соответствия геометрических параметров готовых изделий их проектным 3D моделям.

Оборудование для промышленного 3D сканирования

Для сканирования промышленных объектов используются специальные трехмерные сканеры различного назначения. Среди популярных моделей таких устройств можно выделить:

Сканер Artec Spider

Внешний вид сканера Artec Spider

Удобный портативный прибор, обеспечивающий передачу любой самой сложной геометрии поверхности с высокой точностью и стабильным качеством для последующего представления 3D модели в среду проектирования САПР.

Лучше всего подходит для работы с небольшими предметами и отдельными деталями крупных объектов. Имеет широкие возможности применения в промышленном производстве, дизайне, реверс-проектировании, контроле качества изделий.

Имеет рабочий диапазон от 0,2 до 3 м, 3D разрешение до 0,1 мм и точность до 0,05 мм.

Сканер Romer Absolute Arm 7525si

Внешний вид сканера Romer Absolute Arm 7525si

Представляет собой универсальную 3D измерительную систему. Позволяет с высоким разрешением производить трехмерную лазерную съемку объекта, в результате которого создаются несколько глубинных изображений (сканов). Затем полученные сканы объединяются в цифровую 3D модель. Также имеет контактный щуп для более точных измерений.

Обеспечивает точность до 0,029 мм.

Обратный инжиниринг в промышленном производстве

Обратный инжиниринг, называемый также реверс-инжинирингом или обратным проектированием, представляет собой процесс создания чертежа или трехмерной твердотельной модели существующего изделия.

Одним из основных методов при проведении реверс-инжиниринга является лазерное 3D сканирование, позволяющее быстро создать точную цифровую копию объекта, на основе которой изготавливается его физическая модель.

Обратный инжиниринг решает следующие задачи:

  • копирование и усовершенствование конструкции деталей и механизмов;
  • восстановление потерянной или изношенной детали, при отсутствии технической документации на нее;
  • повышение эксплуатационного ресурса отдельных деталей и модернизации оборудования;
  • импортозамещения продукции.

В ходе обратного проектирования осуществляется не только копирование изделий, но и разработка на основе существующего объекта дополнительных устройств и оборудования, а также примыкающих к нему деталей.

В некоторых случаях при проведении реверс-инжиниринга кроме снятия геометрических размеров требуется определение химического состава и других параметров материала, из которого изготовлено копируемое изделие. Для этого проводится специальная экспертиза.

Пример промышленного 3D сканирования

Примером обратного проектирования может являться создание твердотельной модели по существующей детали. А также разработка объектов, которые стыкуются с исходным (например объектив к фотоаппарату).

Пример промышленного 3D сканирования