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EinScan HX: accuratezza garantita secondo gli standard VDI/VDE 2634

Accuratezza garantita per Scanner EinScan HX con V-GER

L’accuratezza è, senza dubbio, la specifica essenziale da valutare quando si vuole acquistare uno scanner 3D ed è importantissimo che i valori di accuratezza dichiarati nei datasheet siano supportati e confermati da campagne sperimentali e test di laboratorio che assicurino la qualità dei risultati.

EinScan HX è uno scanner 3D portatile ibrido, cioè che combina la tecnologia laser e a luce strutturata in un unico dispositivo, sfruttando così i vantaggi di entrambi i principi di funzionamento.

Questo strumento è particolarmente utile per misurazioni 3D e scansioni 3D di precisione, anche a colori, soprattutto in condizioni svantaggiose come superfici riflettenti o scure.
Per questo motivo è molto importante che le sue prestazioni vengano testate, in modo che i risultati siano utilizzabili per applicazioni metrologiche.

In questo articolo scopriremo il procedimento di certificazione metrologica degli scanner 3D portatili ibridi EinScan HX di Shining 3D.

Caratteristiche e specifiche di EinScan HX

EinScan HX ha due modalità di funzionamento: Rapid Scan e Laser Scan:

  • RAPID SCAN: scansione 3D a tecnologia LED a luce blu con una risoluzione fino a 0.25 mm. L’allineamento dei dati 3D può avvenire per geometrie, con markers, in maniera ibrida, cioè sia con target che per geometrie, oppure basandosi sulle texture.
  • LASER SCAN: scansione 3D a tecnologia laser a 7 incroci di lame laser blu, con una risoluzione fino a 0.05 mm. L’allineamento dei vari dati 3D può avvenire solo con target o marker.

L’accuratezza di uno scanner 3D è data da 2 valori: l’accuratezza del singolo frame e l’accuratezza volumetrica. L’accuratezza volumetrica si riferisce all’insieme di tutti i frame acquisiti, allineati e fusi in una unica mesh.

Garanzia di accuratezza per Scanner EinScan HX con V-GER

Figura 1: Modalità di scansione 3D con EinScan HX e Accuratezze dichiarate

Test di Accuratezza su EinScan HX secondo gli standard VDI/VDE 2634

Lo scanner 3D sottoposto al test è un EinScan HX con numero di serie SN: EinscanPEA-HXBX004H11

L’artefatto di riferimento nei test metrologici è composto da 9 set di sfere di ceramica montate su una piastra di fibra di carbonio. Le sfere hanno dimensioni nominali certificate in laboratorio:

  • SET 1: distanza tra le sfere = 15.86255mm
  • SET 2: distanza tra le sfere = 28.01287mm
  • SET 3: distanza tra le sfere = 43.92210mm
  • SET 4: distanza tra le sfere = 62.18221mm
  • SET 5: distanza tra le sfere = 89.89606mm
  • SET 6: distanza tra le sfere = 126.01265mm
  • SET 7: distanza tra le sfere = 175.88444mm
  • SET 8: distanza tra le sfere = 242.43083mm
  • SET 9: distanza tra le sfere = 319.71271mm
Test di accuratezza garantita per Scanner EinScan HX con V-GER

Figura 2: Artefatto di riferimento per i test di accuratezza

 

L’artefatto di riferimento viene sottoposto a scansione 3D secondo le modalità previste dalla norma VDI/VDE 2634 Parte 1 e vengono misurate le varie distanze tra le sfere, calcolando poi gli errori di misura con il software 3D Geomagic Control X.

L’accuratezza volumetrica Av viene calcolata in millimetri, secondo la seguente formula:

  • Av  =accuratezza volumetrica
  • ASF = accuratezza del singolo frame
  • L = lunghezza dell’oggetto
  • AAL = accuratezza di allineamento

Essendo la lunghezza dell’artefatto di 0.32 m, secondo questa formula si dovrebbero avere le seguenti accuratezze volumetriche corrispondenti alle due modalità di scansione 3D:

·         RAPID SCAN: AV = 0.05+0.1*(0.32/1) mm=0.0820 mm

·         LASER SCAN: AV = 0.04+0.06*(0.32/1) mm=0.0592 mm

Risultati dei test di Accuratezza su EinScan HX

Riportiamo i risultati dei test sui set di sfere 7, 8 e 9, in Tabella 2 (Rapid Scan) e Tabella 3 (Laser Scan)

Test2 di accuratezza garantita per Scanner EinScan HX con V-GER

Figura 3: Risultato del test n. 3 Laser Scan sul set di sfere n. 9

 

Tabella 2: Rapid Scan – Risultati di 3 test sui set di sfere n. 7, 8 e 9

Tabella 2 dei test di accuratezza di EinScan HX

 

Tabella 3: Laser Scan – Risultati di 3 test sui set di sfere n. 7, 8 e 9

Tabella 1 dei test di accuratezza di EinScan HX

Questi risultati dimostrano che l’accuratezza dello scanner 3D sottoposto a test ricade all’interno del range di valori dichiarati.

 

Come la calibrazione aiuta a garantire l’accuratezza

Anche se i test di laboratorio assicurano determinati valori di accuratezza, ogni singolo EinScan HX è dotato di un set di calibrazione che permette all’utente di calibrare periodicamente lo scanner 3D, in modo che i valori di accuratezza restino sempre ottimali.
La procedura di calibrazione standard è manuale ma guidata dal software di scansione 3D e non è necessario farla quotidianamente, ma solo quando si hanno dubbi sull’accuratezza dei risultati, poiché si verificano dei disallineamenti o perdita frequente del tracking durante la scansione 3D. La calibrazione utente è sempre necessaria dopo aver trasportato lo scanner 3D.
La procedura di calibrazione veloce può esser utilizzata tra due procedure di calibrazione standard per mantenere l’accuratezza a livelli elevati.

Risultati dei test di accuratezza garantita per Scanner EinScan HX con V-GER

Figura 4: Risultato del test n. 3 Laser Scan sul set di sfere n. 9

 

EinScan HX è anche in grado di fare scansioni 3D in modalità Laser Scan, mediante allineamento con target / markers per garantire grande ripetibilità e migliore accuratezza. È possibile anche allineare per geometrie o per texture in modalità Rapid Scan, quando l’accuratezza viene ritenuta di secondaria importanza.

Lavorare con EinScan HX ti introdurrà nel mondo della scansione 3D professionale, per una modellazione 3D in elevatissima qualità!

 

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