SCANNER 3D





SCANNER 3D





OVERVIEW

Uno scanner 3D è uno strumento ottico per ricostruire la geometria 3D di oggetti o persone, per riprodurne le esatte forme e dimensioni in un modello 3D digitale. Gli scanner 3D ottici sono sistemi 3D non a contatto. Gli oggetti quindi possono essere digitalizzati nella loro interezza senza che la loro superficie entri in contatto con sonde di tastatura, come avviene con le macchine di misura a coordinate (CMM).

Il mondo degli scanner 3D è molto vasto. Esistono infatti molte tipologie di strumenti di scansione 3D, con costi anche molto differenti, ciascuna destinata a una determinata gamma di applicazioni. È molto importante che lo scanner 3D venga acquistato in base alle dimensioni e alla complessità delle geometrie che si vogliono ricostruire, ma anche con attenzione alle proprietà del materiale da scansionare.

I sistemi di scansione 3D più performanti sono gli scanner 3D professionali e gli scanner 3D per metrologia, poiché permettono di effettuare misurazioni e di ottenere dati 3D affidabili, accurati e di elevata qualità.

L’utilizzo di questi sistemi è fondamentale e raccomandato in tutte le procedure di collaudo dimensionale, per il controllo qualità e il reverse engineering.

Alcuni scanner tridimensionali necessitano di riferimenti fisici da posizionare sull’oggetto o sulla scena, per consentire un corretto allineamento delle varie immagini 3D acquisite durante una scansione 3D completa. Questi riferimenti fisici sono costituiti da piccoli bollini adesivi chiamati target o markers, facilmente rimovibili alla fine della scansione. Altri scanner 3D, invece, sono in grado di allineare i dati basandosi sulle forme e i colori degli oggetti.

Valutate le specifiche dell’oggetto da digitalizzare e i livelli di accuratezza richiesti, si avranno tutte le informazioni per effettuare la scelta dello scanner 3D ottico più adatto. A questo punto è anche possibile fare una scelta, sulla base del prezzo d’acquisto ma sempre valutando scanner 3D equivalenti dal punto di vista tecnico.

Laser scanner 3D e scanner 3D a luce strutturata:
quale scegliere?

Gli scanner 3D ottici possono essere basati su diversi principi di funzionamento e applicare diverse tecnologie di acquisizione.

Dal punto di vista del sistema di acquisizione, i più diffusi sono quelli a triangolazione laser o a luce strutturata, oppure a fotogrammetria.

  • Scanner 3D a luce strutturata: funzionano proiettando una sequenza di pattern codificati sull’oggetto; la sorgente luminosa è led, e può essere di diversi colori, anche se gli scanner 3D a luce strutturata più noti sono quelli a luce bianca e a luce blu;
  • Scanner 3D laser: una sorgente laser proietta sull’oggetto lame singole o incrociate; il colore del laser e le sue caratteristiche ottiche conferiscono ai laser scanner 3D specifiche tecniche differenti;
  • Scanner 3D a fotogrammetria: lo strumento rileva più immagini in alta risoluzione, da diverse angolazioni e il software di fotogrammetria le elabora, ricostruendo un modello 3D attraverso algoritmi basati sulla visione umana.
La geometria degli oggetti viene ricostruita mediante software di scansione 3D basato su algoritmi di triangolazione. Il modello 3D risultante può essere rappresentato sotto forma di nuvola di punti o di mesh poligonale e esportato nei più comuni formati di interscambio utilizzati per la rappresentazione di dati 3D, come ad esempio STL, OBJ, PLY.

La scelta tra sistemi di scansione 3D laser o a luce strutturata è principalmente dettata dai livelli di accuratezza desiderati, dalle dimensioni degli oggetti da scansionare e dalle caratteristiche superficiali come riflettenza e colore.

I laser scanner 3D rilevano l’oggetto tramite l’emissione di un impulso laser e risentono meno delle condizioni ambientali di luminosità. Acquisiscono senza particolari difficoltà anche le superfici scure e riflettenti e si comportano molto bene anche su oggetti con nette variazioni di texture. Sono generalmente più precisi e accurati e vengono spesso impiegati per applicazioni metrologiche. Sono adatti anche a qualsiasi applicazione di reverse engineering.

Gli scanner 3D a luce strutturata hanno spesso aree di scansione più grandi, perciò acquisiscono volumi più ampi con una maggiore velocità. Se dotati di telecamere a colori, possono generare modelli 3D a colori, anche estremamente fotorealistici. Sono utilizzati sia in metrologia che per applicazioni di reverse engineering e di modellazione 3D.
Diverso è il funzionamento dei sistemi di acquisizione a contatto o CMM, in cui sonde a contatto, dette tastatori, rilevano punti isolati sulla superficie dell’oggetto, anche in continuo. I vari punti costituiscono la nuvola di punti rappresentativa della geometria 3D dell’oggetto. Questi sistemi sono normalmente più accurati di uno scanner 3D ottico ma sono strumenti poco maneggevoli e impossibili da usare su oggetti di forme complesse.

Laser scanner 3D e scanner 3D a luce strutturata: quale scegliere?

Gli scanner 3D ottici possono essere basati su diversi principi di funzionamento e applicare diverse tecnologie di acquisizione.

Dal punto di vista del sistema di acquisizione, i più diffusi sono quelli a triangolazione laser o a luce strutturata, oppure a fotogrammetria.

  • Scanner 3D a luce strutturata: funzionano proiettando una sequenza di pattern codificati sull’oggetto; la sorgente luminosa è led, e può essere di diversi colori, anche se gli scanner 3D a luce strutturata più noti sono quelli a luce bianca e a luce blu;
  • Scanner 3D laser: una sorgente laser proietta sull’oggetto lame singole o incrociate; il colore del laser e le sue caratteristiche ottiche conferiscono ai laser scanner 3D specifiche tecniche differenti;
  • Scanner 3D a fotogrammetria: lo strumento rileva più immagini in alta risoluzione, da diverse angolazioni e il software di fotogrammetria le elabora, ricostruendo un modello 3D attraverso algoritmi basati sulla visione umana.
La geometria degli oggetti viene ricostruita mediante software di scansione 3D basato su algoritmi di triangolazione. Il modello 3D risultante può essere rappresentato sotto forma di nuvola di punti o di mesh poligonale e esportato nei più comuni formati di interscambio utilizzati per la rappresentazione di dati 3D, come ad esempio STL, OBJ, PLY.

La scelta tra sistemi di scansione 3D laser o a luce strutturata è principalmente dettata dai livelli di accuratezza desiderati, dalle dimensioni degli oggetti da scansionare e dalle caratteristiche superficiali come riflettenza e colore.

I laser scanner 3D rilevano l’oggetto tramite l’emissione di un impulso laser e risentono meno delle condizioni ambientali di luminosità. Acquisiscono senza particolari difficoltà anche le superfici scure e riflettenti e si comportano molto bene anche su oggetti con nette variazioni di texture. Sono generalmente più precisi e accurati e vengono spesso impiegati per applicazioni metrologiche. Sono adatti anche a qualsiasi applicazione di reverse engineering.

Gli scanner 3D a luce strutturata hanno spesso aree di scansione più grandi, perciò acquisiscono volumi più ampi con una maggiore velocità. Se dotati di telecamere a colori, possono generare modelli 3D a colori, anche estremamente fotorealistici. Sono utilizzati sia in metrologia che per applicazioni di reverse engineering e di modellazione 3D.
Diverso è il funzionamento dei sistemi di acquisizione a contatto o CMM, in cui sonde a contatto, dette tastatori, rilevano punti isolati sulla superficie dell’oggetto, anche in continuo. I vari punti costituiscono la nuvola di punti rappresentativa della geometria 3D dell’oggetto. Questi sistemi sono normalmente più accurati di uno scanner 3D ottico ma sono strumenti poco maneggevoli e impossibili da usare su oggetti di forme complesse.


Scanner 3D portatili, Scanner 3D fissi e Scanner 3D multifunzione:
pregi, difetti e applicazioni

Dal punto di vista della modalità d’uso, gli scanner 3D possono essere portatili, multifunzione o fissi.

Se i laser scanner 3D fissi erano fino a poco tempo fra i più diffusi, si fa ora sempre più strada la tecnologia 3D portatile, più facile da utilizzare, leggera e maneggevole, anche da trasportare.

Gli scanner 3D portatili possono essere sia a tecnologia laser che a luce strutturata. Il loro vantaggio è che consentono una ricostruzione 3D degli oggetti in tempo reale, semplicemente muovendo manualmente lo scanner 3D attorno all’oggetto da rilevare. Sono molto veloci e permettono di acquisire modelli di qualsiasi dimensione. Spesso richiedono l’utilizzo di target fisici per l’allineamento automatico delle varie immagini 3D.

In particolare, i sistemi 3D portatili a luce strutturata sono ideali per il body scanning, perché possono acquisire velocemente tutte le parti del corpo umano, compreso il volto della persona, senza essere dannosi per l’uomo.

Anche gli scanner 3D fissi possono essere sia laser che a luce strutturata. Possono essere completamente automatici, limitando l’intervento dell’operatore per effettuare una scansione 3D completa, oppure possono richiedere l’allineamento manuale delle immagini. Anche in tal caso è spesso necessario l’utilizzo di target.

Gli scanner 3D fissi possono essere da tavolo oppure essere montati su treppiede e in generale consentono la scansione 3D di oggetti di dimensioni limitate.

Ci sono poi alcuni strumenti che possono funzionare sia come scanner 3D fissi che come scanner 3D portatili: si parla in tal caso di scanner 3D multifunzione.

In generale qualsiasi modello può essere rilevato in 3D con strumenti fissi o portatili in base all’accuratezza che si vuole ottenere e alle dimensioni del pezzo che si vuole misurare.
Dal punto di vista della modalità d’uso, gli scanner 3D possono essere portatili, multifunzione o fissi.

Se i laser scanner 3D fissi erano fino a poco tempo fra i più diffusi, si fa ora sempre più strada la tecnologia 3D portatile, più facile da utilizzare, leggera e maneggevole, anche da trasportare.

Gli scanner 3D portatili possono essere sia a tecnologia laser che a luce strutturata. Il loro vantaggio è che consentono una ricostruzione 3D degli oggetti in tempo reale, semplicemente muovendo manualmente lo scanner 3D attorno all’oggetto da rilevare. Sono molto veloci e permettono di acquisire modelli di qualsiasi dimensione. Spesso richiedono l’utilizzo di target fisici per l’allineamento automatico delle varie immagini 3D.

In particolare, i sistemi 3D portatili a luce strutturata sono ideali per il body scanning, perché possono acquisire velocemente tutte le parti del corpo umano, compreso il volto della persona, senza essere dannosi per l’uomo.

Anche gli scanner 3D fissi possono essere sia laser che a luce strutturata. Possono essere completamente automatici, limitando l’intervento dell’operatore per effettuare una scansione 3D completa, oppure possono richiedere l’allineamento manuale delle immagini. Anche in tal caso è spesso necessario l’utilizzo di target.

Gli scanner 3D fissi possono essere da tavolo oppure essere montati su treppiede e in generale consentono la scansione 3D di oggetti di dimensioni limitate.

Ci sono poi alcuni strumenti che possono funzionare sia come scanner 3D fissi che come scanner 3D portatili: si parla in tal caso di scanner 3D multifunzione.

In generale qualsiasi modello può essere rilevato in 3D con strumenti fissi o portatili in base all’accuratezza che si vuole ottenere e alle dimensioni del pezzo che si vuole misurare.

SEMPRE PIÙ RICHIESTI PER VELOCIZZARE LE PROCEDURE O SEMPLIFICARE LE LAVORAZIONI,
ecco come vengono utilizzati in alcuni ambiti di applicazione




SCANNER 3D PER GIOIELLI, ARTE E ACCESSORI:
semplificano la progettazione e produzione di gioielli e oggetti artistici acquisendone le forme nel dettaglio. Sono spesso scanner fissi da tavolo a luce strutturata con risoluzione molto elevata. Consentono di digitalizzare in 3D creazioni uniche realizzate a mano.




SCANNER 3D PER L’INDUSTRIA:
per rilevare pezzi meccanici o componenti vari, spesso si utilizzano sistemi portatili professionali, mentre per piccole parti sono ideali anche scanner 3D da tavolo.




INTERIOR DESIGN:
per oggetti quali letti, armadi, tavoli, sedie lavorate, può essere eseguito velocemente un rilievo 3D con tecnologia portatile.




SETTORE MEDICALE:
per la realizzazione di protesi su misura si utilizzano scanner 3D da tavolo per il settore dentale o scanner 3D portatili per body scanning, per le protesi ortopediche o per ortesi.

SEMPRE PIÙ RICHIESTI PER VELOCIZZARE LE PROCEDURE O SEMPLIFICARE LE LAVORAZIONI, ecco come vengono utilizzati in alcuni ambiti di applicazione:

SCANNER 3D PER GIOIELLI, ARTE E ACCESSORI:
semplificano la progettazione e produzione di gioielli e oggetti artistici acquisendone le forme nel dettaglio. Sono spesso scanner fissi da tavolo a luce strutturata con risoluzione molto elevata. Consentono di digitalizzare in 3D creazioni uniche realizzate a mano.

SCANNER 3D PER L’INDUSTRIA:
per rilevare pezzi meccanici o componenti vari, spesso si utilizzano sistemi portatili professionali, mentre per piccole parti sono ideali anche scanner 3D da tavolo.

INTERIOR DESIGN:
per oggetti quali letti, armadi, tavoli, sedie lavorate, può essere eseguito velocemente un rilievo 3D con tecnologia portatile.

SETTORE MEDICALE:
per la realizzazione di protesi su misura si utilizzano scanner 3D da tavolo per il settore dentale o scanner 3D portatili per body scanning, per le protesi ortopediche o per ortesi.



SCANNER 3D ECONOMICI
O PROFESSIONALI?

Quanto investire per l’acquisto
di un nuovo prodotto


 

SCANNER 3D ECONOMICI O PROFESSIONALI?

Quanto investire per l’acquisto di un nuovo prodotto


La diffusione delle tecnologie di scansione 3D e di stampa 3D ha permesso di avere prezzi sempre più competitivi e sistemi a basso costo.

Per questo la vastità di prodotti che si trovano oggi in commercio, da economici a professionali, possono confondere e disorientare chi deve dotarsi di un sistema di scansione 3D.

In generale, la scelta sarà ponderata sull’utilizzo che si dovrà fare dello strumento, professionale o per hobbistica e sulle caratteristiche dei componenti che si vogliono scansionare, dimensioni e caratteristiche dei materiali.

Nella scelta, il prezzo dello scanner 3D potrebbe essere considerato un parametro fondamentale, soprattutto in un mercato in cui non si riesce a colpo d’occhio a percepire le motivazioni delle differenze di prezzo. Bisogna però considerare che a dispetto di aspetto estetico simile, le prestazioni operative di uno scanner 3D variano sensibilmente col prezzo. Perciò, prima di fare l’investimento, sarà utile definire correttamente le specifiche che si desiderano.

Per un primo approccio alla scansione 3D si può certamente scegliere uno scanner 3D low cost “amatoriale” che permetterà di acquisire modelli 3D, ma richiederà anche un successivo lavoro di post-processing, più o meno lungo a seconda delle capacità dell’operatore.

Quando invece l’acquisto è ponderato per migliorare l’attività lavorativa e velocizzare i processi di controllo, è certamente utile valutare sistemi 3D professionali o certificati, tarati in laboratorio metrologico e controllati periodicamente, che garantiscono risultati affidabili e tempi di lavorazione ridotti.

PERCHÉ SCEGLIERE V-GER PER ACQUISTARE UNO SCANNER 3D


Nel vasto panorama di scanner 3D presenti oggi sul mercato, è certamente utile avvalersi di un consulente esperto nella scelta.

V-GER non è solo un semplice rivenditore di tecnologie di scansione 3D, ma progetta, sviluppa e rivende anche scanner 3D di propria produzione. Il team V-GER è composto da esperti di scansione 3D a 360° a cui potrai chiedere di chiarire tutti i tuoi dubbi e di consigliarti per il meglio.

Chiedendo la consulenza di V-GER, potrai avere informazioni riguardo a tutta l’offerta di prodotti attualmente sul mercato, e un prezzo su misura per quello che ti serve.

Contattaci subito per maggiori informazioni sugli scanner 3D, oppure richiedi il nostro servizio di scansione 3D!

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