3D扫描的原理




3D扫描的原理

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3D扫描是3D量测技术的其中一种技术方式,过去科技限制下,取得物件尺寸数据的手段仅能透过传统的游标尺,或不易移动三次元量床,使用受到了不少限制。今日科技已经可透过探针或光学镜头投射出光线,并根据座标取得3D数据,即可达到量测的目的。

目前市场可见的3D扫描技术多达数十种,其中以接触式和非接触式为两大主流,接触式量测技术透过探针取得数位资料回传至电脑上,非接触式量测技术,也就是我们俗称的3D扫描,透过光学镜头,配合雷射或不同光源投射的变化取得物件的反射加以分析成为数位信息。

以 工业级3D扫描仪ATOS为例,该设备的原理采用结构光扫描仪(Structured light scanner)是通过光源将具备特殊结构的光线投射至物件表面,经过电脑计算取得数位信息,应用领域广,例如:汽车製造、精密仪器、科技产品、航空器 材、能源设备、艺术文物等。

3D扫描的应用

3D扫描后所取得的数据可以用于多种用途,其中以逆向工程(Reverse Engineerine)与产品检测(Computer Aided Vertification)为大宗应用。

当一个实物或是手工模型经由量测完成后,建立CAD或CAM资料输出的流程,我们称之为逆向工程 (Reverse Engineering)。透过这样的流程可以大大节省产品开发的时间与成本。

逆向工程(RE)结合快速原型(RP)是近十年马路科技积极推广的应用方式,随着3D打印的技术演进,RE+RP已经延伸到各个不同的领域,例如视觉设计、产品开发与公仔设计等。

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另一个主要应用为产品检测, 原义是Computer Aided Verification(CAV),又称之为电脑辅助验证,主要是将实体成品以3D扫描的方式,将其做成电脑可以读取的资料格式(Scan Data),再将Scan Data与原始3D设计图(CAD Data)依检验需求做精确的重疊与对位,进而查看其各部分的尺寸误差。

电脑辅助检测的高度重要性,是产品製造阶段的关键过程,业界十分重视CAV的应用,而学术界也将CAV应用视为发展重点,并透过CAV相关的学术竞赛分享学术成果。

三次元量测设备类型

CMM三次元量床 光学扫描仪 移动式三次元 手持扫描仪
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接触式 非接触式 接触式 非接触式
以接触式探针取得数位资料,针对大型物件设计,能够量测到精确座标资料,多为固定设备。 非接触式量测技术,针对曲面变化复杂的物件设计,工业应用于逆向工程与产品检测。透过自动化技术可大幅节省量测人力。 具备三次元量床的精确与高移动性。以探针为主要量测手段,新技术则是混合探针与雷射扫描取得更精确的资料。 平价诉求的手持扫描仪方便携带,可用于外观扫描、设计或艺术品製作。

如何选择3D扫描仪

马路科技引进了德国GOM研发的3D扫描仪,以及美国FARO所开发的移动式三次元设备,GOM ATOS是全球最先进的工业级3D量测设备,结合德国提倡的“工业4.0”计画,GOM ATOS的Scanbox自动化量测系统已经具备智慧量测技术,提供全自动3D量测服务。

美国FARO是全球接触式量测设备的主要品牌,旗下FARO Arm、FARO Gage、FARO Scan Arm与Laser Tracker三次元量测仪,以可移动性与高精度为诉求,广泛应用于航太、汽车、机车、精密产业、科技产业。

根据不同的产业,不同的业务,3D扫描3D量测设备的需求都会有所不同,如有任何解决方案的问题与需求,请与马路科技联系。

 


任何3D相关的需求,马路科技专业技术团队协助您达成目标

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