Лучшие в своем направлении 3D-сканеры: обзор Shining 3D

С целью расширить пользовательскую аудиторию компания SHINING3D предлагает универсальные решения — один и тот же 3D сканер способен удовлетворить запросы рядовых потребителей и крупного бизнеса и быть востребованным в условиях промышленного выпуска изделий. Основываясь на отзывах, комментариях и рецензиях обладателей устройств, учитывая их потребности, разработчики улучшили линейку моделей, сделав еще более доступными 3D-оцифровку и аддитивные технологии.

Содержание:

1. 3D сканеры серии EinScan
2. Для новичков, дизайнеров или образовательных направлений
3. Сканеры для объектов разного размера
4. 3D-сканирование людей и их лиц
5. 3D сканер EinScan Pro 2X 2020
6. 3D сканер Transcan C
7. Какие еще показатели нужно понимать, чтобы выбрать то, что нужно
8. Точность
9. Возможность оцифровки в движении
10. Применение 3D сканеров в машиностроении
11. Применение профессиональных 3D сканеров в метрологии
12. Реверс-инжиниринг
13. Контроль качества
14. Лазерный ручной 3D сканер FreeScan UE
15. Высокоточный стационарный 3D сканер AutoScan Inspec
16. OptimScan-5M Метрологический 3D сканер
17. Решения для стоматологии
18. Стоматологический 3D сканер AutoScan-DS-MIX

3D сканеры серии EinScan

Для новичков, дизайнеров или образовательных направлений

Для применения сканирования сравнительно небольших объектов необходима точность и продвинутые настройки в программе обработки снятой копии. Первое, на что ориентируются пользователи, — область сканирования. С помощью двух моделей — EinScan-SP и EinScan-SE — получится отсканировать предмет от 30 × 30 мм. Очень важна для покупателя и их цена, а также мобильность и удобство перемещения.

EinScan-SP и EinScan-SE полезны для пользователей новичков, дизайнеров и образовательных направлений. Настольные сканеры SE и SP наиболее просты в освоении.

Основные преимущества:

• простейшие настройки сканера с технологией Plug and Play;
• русский интерфейс программного обеспечения;
• возможность сканирования объектов разных размеров — от небольших до крупногабаритных;
• текстурный трекинг.

• время одного сканирования — 4–8 секунд;
• русифицированное ПО;
• работа в автоматическом и фиксированном режимах;
• совмещение отсканированных данных с метками.

• 8 секунд на один скан;
• время, необходимое для сканирования на 360 градусов в режиме Auto Scan — 2 минуты;
• русифицированное ПО;
• автоматическое совмещение нескольких сканов;
• сервис доступа API для 3D принтеров любого бренда.

Сканеры для объектов разного размера

Некоторые детали из-за больших габаритов требуется сканировать с расстояния нескольких метров — в этом случае используются портативные устройства. В этой категории свои возможности с успехом продемонстрировали модели с индексом «H»: EinScan H, EinScan HX из линейки мобильных гибридных устройств. Если выбирать по цене, самый доступный — портативный EinScan H.

Две из указанных модели выделяются из списка продуктов, которые выпускает  SHINING3D, наличием гибридных источников света:

• EinScan H — к светодиодной подсветке добавлен невидимый спектр инфракрасного излучателя;
• EinScan HX — белый LED-свет комбинируется с синим лазером.

Такое высокотехнологичное решение позволяет использовать эти два профессиональных сканера. Ручной режим дает возможность сканирования объектов  разного размера — среднего и большого размера.

Чтобы повысить точность снимков, блестящие поверхности обрабатывают матирующим спреем. Но с помощью некоторых устройства оцифровка таких объектов выполняется без предварительного нанесения на их поверхность вспомогательных составов, что немного экономит время.

• Структурированное излучение LED источника и лазера сканера, проецирующего на поверхность лазерные перекрещивающиеся лучи.
• В режиме Laser Scan точность скана объекта — 0,04 мм. 
• Минимальное расстояние до точки — 0,05 мм в лазерном режиме.
• Высокая эффективность в режиме быстрого сканирования — 1 200 000 точек/с.
• Полноцветное копирование детали.

Точность копирования настолько велика, что при сканировании объектов произведений искусств удается получить практически идеальную реплику. Для медицинских учреждений это тоже достойная находка. Отдельно нужно отметить наличие встроенной цветной камеры.

Существует возможность бесплатной загрузки компьютерного ПО с множеством функций настройки и калибровки оборудования. Инсталляционный пакет также поставляется на USB-носителе при необходимости автономной установки в отсутствие доступа к сети Интернет. Работать с интуитивно понятным интерфейсом программы может даже оператор без опыта и знаний, что позволяет сэкономить время на обучении персонала.

3D-сканирование людей и их лиц

Если для работы выбраны живые объекты, необходима особая технология сканирования. Получить цифровую копию фрагмента человеческого тела, лица и волос можно с помощью гибридных моделей  EinScan H — благодаря двум источникам света и цветной камере они выдают идеальную 3D модель с сохранением текстуры. Особое требование к модели: она не должна двигаться.

• Две технологии сканирования — LED и невидимый человеческим глазом инфракрасный свет, объединенные в одном устройство. 
• Сканирование людей (портретное, в полный рост) и других живых объектов.
• Высокая точность сканируемых данных до 0.05 мм и объемная точность 0.1 мм/м.
• Разрешение до 0,25 мм.
• Быстрое сканирование и большой FOV сканирования 420 × 440 мм.

По мнению экспертов, много лет проводящих исследования в мире аддитивных технологий, при выполнении некоторых задач ставятся конкретные критерии: чем сложнее геометрия детали, тем выше должно быть разрешение сканера. Но и времени на оцифровку потребуется больше, а размер файла увеличится за счет умножения числа точек облака при меньшем расстоянии между ними.

Из всех трех образцов версия HX — универсальная модель лазерного сканера, а Einscan Pro HD/Einscan Pro 2x 2020 — многофункциональные сканеры, обладают способностью выполнять задачи в разных отраслях промышленности. 

EinScan Pro HD — модернизированный сканер из старшей модели серии Einscan Pro 2x, благодаря эргономичному и высококачественному дизайну. Модели этой линейки могут использоваться со специальным штативом. 

Этот профессиональный 3D сканер обеспечивает высокую точность сканирования объектов в обоих режимах работы: до 0,045+0,3 мм/м.п. в ручном режиме и до 0,04 мм. в режиме фиксированного сканирования.

Ручной режим сканирования объектов имеет два подрежима: Rapid и HD, причем последний обеспечивает более высокий уровень детализации (разрешения). В зависимости от сложности геометрии объекта, наличия глубоких отверстий и параметров 3D сканера, например разрешения (расстояние между точками), конечное изображение может потребовать доработки в программе.

Максимально возможная скорость сканирования объектов у этого сканера составляет 3 миллиона точек в секунду. Даже если оставить без внимания спецификации, можно заметить, что данное устройство работает чрезвычайно быстро в реальных сценариях. Например, время оцифровки в цвете низкорельефной скульптуры размером 220 × 71 см занимает менее одной минуты.

Сканирование человеческих тел также возможно проводить с помощью этого устройства, оно обеспечивает достойное качество. И последнее, но не менее важное: использование вместе с устройством камеры для цветного 3Д-сканирования позволяет получить сканы с цветом и текстурой и реализовать еще большее число проектов. Чтобы сохранить лучшую цену и сократить статью расходов, производители предлагают такие камеры в качестве дополнительной опции Color Pack, которую оплачивают только те потребители, кто работает с текстурными моделями и кому она действительно необходима.

EinScan HX по цене дороже чем сканер EinScan H, а функциональные профессиональные сканеры, к которым причисляют EinScan Pro HD, традиционно дороже других из «одноклассников» и потому доступны крупным производителям в области аддитивных технологий.

3D сканер EinScan Pro 2X 2020

Этот портативный и универсальный ручной 3D сканер поможет получить высокоточные результаты.

3D сканер EinScan Pro 2X 2020 является отличным вариантом для сканирования объектов малого, среднего и большого размеров.

В обновленной модели сканера улучшили основные характеристики, добавили новые алгоритмы 3D-сканирования. Таким образом Einscan Pro 2x 2020 стал более доступной версией Einscan Pro HD, сохранив преимущества и фишки старой модели.

Главные улучшения новой модели:

• Новый принцип 3D-сканирования устройства в ручном HD режиме, позволяющий сканировать без использования маркеров (как это делает Einscan Pro HD). Старая модель не умела сканировать без маркеров в этом режиме. Также улучшены качество и детализация сканов.
• Выше точность сканирования устройства в ручном HD режиме, улучшена объемная точность для сканирования крупных объектов.
• Выше скорость сканирования в ручном HD режиме.
• Увеличена зона 3D-сканирования.
• Добавлены режимы выравнивания в ручном HD режиме: выравнивание по маркерам, по геометрии, гибридное выравнивание. Это расширяет возможности сканирования и эффективность в большем диапазоне задач и областей.

3D сканер Einscan Pro 2x 2020 компактный и легкий, вы сможете взять его с собой куда угодно. У него удобная ручка и малый вес (а именно 1,13 кг), и его легко держать в руке, а если вам нужна точность HD режима, поставьте сканер на трипод. Подключается сканер через USB 3.0 к компьютеру или ноутбуку.

По информации специалистов, последние разработки в области захвата данных и оптимизированные алгоритмы делают 3D scanner Einscan Pro 2x 2020 по-настоящему прорывным — его скорость сканирования достигает 1 500 000 точек в секунду (при 30 кадрах в секунду) в режиме ручного сканирования.

Если вам нужно расширить функционал сканера, Shining 3D предлагает несколько опций, которые поставляются дополнительно: 

• Модуль цветного 3D-сканирования Color Pack — дополнительная камера, которая позволяет сканировать с цветом и текстурой.
• Индустриальный набор Industrial Pack — такие аксессуары, как поворотный стол и штатив. Подойдут для высококачественного сканирования небольших объектов в студии.

3D сканер Transcan C

3D сканер Transcan C профессионального класса сканирования способен получать «исключительно» точные сканы высокого разрешения, малых и средних объектов, благодаря двум 12-мегапиксельным цветным камерам с регулируемым диапазоном сканирования и возможностью переключения между несколькими уровнями разрешения в рамках одного проекта.

3D сканер имеет скользящую конструкцию, что позволяет легко переключать диапазон сканирования между 150 x 96 мм и 300 x 190 мм при работе с объектами разного размера. Алгоритм слияния нескольких разрешений дает возможность смешивать высокое, среднее и низкое разрешения в одном проекте, что делает сканер гораздо более эффективным, а две его камеры могут захватывать 24-битную цветовую карту для получения детальных цветных 3D-данных и обеспечения лучшего результата.

Transcan C имеет режим сканирования со структурированным светом с автоматическим поворотным столом, который в сочетании с алгоритмом сшивки программного обеспечения для сканирования позволяет эффективно получать 3D-модели без ручного вмешательства.

На какие еще показатели нужно смотреть, чтобы выбрать то, что нужно

Технические характеристики устройств обуславливают их применение в той или иной области: в ювелирном деле требуется высокая детализация, в промышленности — точность, в искусстве — возможность цветной оцифровки, в сфере образования — простота настройки и прочие. Конечно, свойства рассматриваются в комплексе: важнейший параметр рассматривают как базовый, остальные — как вспомогательные, но при этом обязательные.

Точность 3D-сканирования

Степень соответствия копии оригиналу — едва ли не самый важный показатель. В технических характеристиках сканеров указывается максимально допустимое отклонение размеров скана от реального объекта. Показатель измеряется в миллиметрах или микронах (1 мкм = 0,001 мм). Чем цифра меньше, тем точнее будет выполнено 3D-сканирование. Но отклонение на деле может быть больше, так как создать идеальные условия для работы устройства довольно сложно, на результат влияют:

• характеристики объекта;
• квалификация пользователя;
• настройки сканера.

Важно понимать, что точность и разрешение — разные характеристики сканирующего оборудования. Детализация — это наименьшее расстояние между точками, ограничение которого обусловлено разрешающей способностью камер и принципом работы сканера.

Возможность оцифровки в движении

Сканировать движущиеся предметы помогут триангуляционные 3D сканеры, что может обусловить повышенную стоимость аппаратов такого типа. Эта технология обычно не встречается в портативных 3D сканерах, но среди предложений компании с богатой историей SHINING 3D представлена модель 2020 года EinScan HX, в которой на тот момент реализована триангуляционная технология.

Применение профессиональных 3D сканеров в метрологии

С процессами измерений размеров и форм моделей 3D сканеры справляются в считанные минуты, в отличие от традиционных координатно-измерительных машин, в которых координаты считываются контактными датчиками. Бесконтактный режим работы дает возможность устройству сканировать и измерять поверхности сложных форм (внутренние углы и грани), углубления и прочие труднодоступные места.

После получения в процессе обработки объекта всех необходимых данных, их передают в обработку на компьютер. Программа выполняет сравнение показателей с целью выявления отклонений — несоответствие формы и размера, наличие сколов, трещин и других деформаций, вызванных механическим воздействием или процессами коррозии.

Для целей метрологии по сканированию небольшого объекта предназначены OptimScan-5M, 3M и «сканер-инспектор» AutoScan Inspec. Все эти аппараты в той или иной степени относятся к одной ценовой нише, являются мультизадачными, дают возможность получить качественные цифровые 3D-модели для сравнения с эталонными образцами, демонстрируя:

• высочайшую точность сканирования;
• возможность выгрузки сканов в программы обработки;
• совместимость с технологиями CAD/CAM;
• работу с объектами разного размера и формы, в том числе со сложной геометрией;
• текстурный трекинг и получение цветных изображений.

Профессиональные, они же промышленные, 3D сканеры помогают выполнять широкий ряд задач:

• реверс-инжиниринг;
• проведение сверхточного трехмерного контроля качества;
• осуществление промежуточных этапов технологической цепочки создания изделий по аддитивной технологии;
• ускорение разработки прототипов и другие операции.

На российском рынке можно найти интересные предложения по приобретению сканирующих аппаратов для фотограмметрии по достаточно приемлемой цене. Однако следует обратить внимание на их характеристики, особенно такие, как разрешение камер, расстояние между точками и некоторые другие, важные для измерительных приборов, так как от них зависит точность результатов.

3D-сканирование в машиностроении

Интеграция в производственные процессы технологий 3D-сканирования дает несомненные преференции. Свойства современных промышленных сканеров:

• высокая скорость;
• сверхточное измерение и сохранение размеров в цифровой копии;
• обработка объектов независимо от размера и сложности формы;
• возможность внедрения в автоматизированные системы управления технологическими процессами.

При помощи 3D сканеров и специализированного программного обеспечения можно выполнить многочисленные процессы:

• обратное проектирование, или реверс-инжиниринг;
• метрологический контроль;
• тестовые измерения геометрических параметров с целью контроля качества и выявления дефектов;
• создание архивов цифровых моделей.

Реверс-инжиниринг

Обратное проектирование изделий сложной формы — одно из направлений промышленного инжиниринга. Физический образец с помощью 3D сканера переводится в цифровую копию, которую можно воспроизвести на станках с ЧПУ и превратить в готовое изделие. Для этого полученную полигональную модель конвертируют в популярный САПР-формат. Цифровую копию изменяют и дорабатывают для достижения заданных параметров.Это позволяет перейти  от традиционного проектирования на новый уровень, когда на работу уходит в разы меньше рабочего времени. Готовый объект становится базой для серийного выпуска изделий.

При большом выборе лазерных и оптических 3D сканеров на рынке в этом сегменте не так много бюджетных устройств, которые используются для прототипирования и решения прочих инженерных и бытовых задач, связанных с трехмерным моделированием.

Контроль качества

Метрологические 3D сканеры дают возможность получить облако точек тестируемого образца, на базе которых формируется сверхточная 3D-модель детали. Ее сравнивают с цифровой копией эталонного образца или с имеющейся CAD-моделью.

Преимущества 3D-контроля качества:

• абсолютно точные данные для сравнения с эталоном;
• измерение миллионов точек поверхности;
• высокая скорость операции;
• возможность автоматического режима работы.

Полученные данные могут быть использованы для реверс-инжиниринга.

Для контроля качества рекомендуются сканеры из категории метрологических. Это может быть как стационарное, так и портативное устройство.

Лазерный ручной 3D сканер FreeScan UE

Shining 3D FreeScan UE — это новейшее дополнение к линейке высокопроизводительных 3D сканеров FreeScan. Устройство использует запатентованную технологию синего лазера и отличается высокой точностью и стабильной повторяемостью.

Санни Вонг, менеджер по продукции компании Shining 3D, утверждает: «Инновационная адаптация технологии трехмерного сканирования с использованием синего лазера, высокая точность и стабильная повторяемость, а также простое и удобное управление аппаратным и программным обеспечением, позволяют FreeScan UE эффективно и точно модернизировать цифровые рабочие процессы в инженерных и инспекционных задачах, обеспечивая качество конечной продукции».

Система FreeScan UE метрологического класса обеспечивает точность до 0,02 мм и объемную точность 0,02 мм + 0,04 мм/м. Благодаря максимальной площади сканирования 510 × 520 мм, пользователи получают поле зрения, подходящее для масштабных проектов реверс-инжиниринга.

Высокоточный стационарный 3D сканер AutoScan Inspec

• Интерфейс сразу понятен пользователю.
• Точность 3D модели достигает метрологического уровня погрешностью 10 мкм (0,01 мм).
• Прибор может применяться для бесконтактного измерения и контроля качества.
• Процесс полностью автоматизирован.

Работает с нативным ПО, разработанным программистами SHINING 3D для промышленного применения. Программа, обеспечивающая связь с ПК, поддерживает выходные файлы формата STL. Это упрощает дальнейшую 3D-печать деталей из различных прозрачных фотополимеров на лазерном 3D-принтере и экономит время на промежуточной обработке данных.

OptimScan-5M Метрологический 3D сканер

Профессиональный метрологический 3D сканер OptimScan-5M показывает лучшие потребительские характеристики, необходимые как раз для 3D-контроля:

• точность — 0,015 мм;
• две 5-мегапиксельные камеры;
• высокая скорость обработки;
• технология сканирования голубым светом.

Настольный сканер AutoScan Inspec — «сканер-инспектор два в одном», работающий в автоматическом режиме. Сканер выполняет 3D-сканирование с высочайшей точностью и осуществляет 3D-инспекцию объектов. Для работы с деталями сложной формы и мельчайшими элементами это одно из лучших устройств:

Решения для стоматологии

В стоматологической ортопедии незаменимыми помощниками ортопедов и специалистов зуботехнических лабораторий стали 3D сканеры — интраоральные и дентальные. Первые используются для сканирования, создания цифровых слепков и последующего изготовления по трехмерной модели по технологии CAD/CAM идеально подогнанных протезов, коронок, виниров и прочих стоматологических реставрационных конструкций. Вторые переводят в цифру гипсовые слепки или абатменты с крошечными элементами.

Сканер Aoralscan 3 — компактное, производительное устройство с простым и удобным для врача управлением и обновленным алгоритмом:

• Легкий вес, всего 240 г.
• Быстрое 3D-сканирование, 25 сек за одну челюсть, 1 мин за полную дугу.
• 2 размера наконечника, подходят для взрослых и детей. 
• AI Сканирование — ускорение процесса сканирования.
• Мощное ПО, орто-моделирование и отчет о состояния полости рта.

Стоматологический 3D сканер AutoScan-DS-MIX

AutoScan-DS-MIX — дентальный сканер с исключительной производительностью, оснащенный двумя 5-мегапиксельными камерами и работающий по передовой технологии 3D-сканирования с синим светом:

• скорость сканирования одной челюсти — 13 секунд;
• высокая точность — 7 мкм;
• экспорт данных в виртуальный артикулятор;
• возможность работы с неразборными объектами;
• собственное полностью русифицированное ПО Dental Scan, совместимое с большинством CAD/CAM-решений.

Среди продуктов сферы 3D-моделирования и внедрения аддитивной технологии в процессы изготовления продукции, предлагаемых компаний SHINING 3D, по доступной цене с легкостью найдется нужное оборудование для решения поставленных задач в индустрии, медицине, образовании и быту.