¿Qué es un Escáner 3D?
Un escáner 3D es un dispositivo utilizado para realizar escaneados 3D.
El escaneado 3D se refiere a la técnica de recopilar datos relacionados con la forma a partir de objetos y entornos del mundo real para construir modelos digitales en 3D. Un término similar es impresora 3D, que realiza conversiones en sentido inverso: un escáner 3D es un dispositivo para convertir objetos en datos digitales, mientras que una impresora 3D es un dispositivo para convertir datos digitales en objetos.
Usos de los Escáneres 3D
Los escáneres 3D se utilizan mucho en la industria manufacturera. En primer lugar, son útiles como herramientas de inspección de calidad. Las inspecciones de productos industriales requieren mediciones dimensionales con diversos instrumentos de medición, pero el uso de múltiples instrumentos de medición requiere habilidades para manejar cada instrumento y mucho tiempo para el proceso de medición.
Si el objeto de inspección se convierte en datos 3D mediante un escáner 3D, incluso las piezas complejas pueden medirse dimensionalmente en los datos digitales. También se pueden hacer comparaciones con el modelo 3D diseñado. Aparte de la inspección de calidad, los escáneres 3D también se utilizan en ingeniería inversa.
La ingeniería inversa proporciona datos en 3D del producto real, que pueden utilizarse para diversos análisis. Los productos de la competencia para los que no se dispone de datos de diseño pueden convertirse en datos 3D para realizar análisis estructurales y compararlos con los productos de la propia empresa.
Fuera de la industria manufacturera, los datos 3D se utilizan para archivar digitalmente el patrimonio histórico y cultural. Valiosos monumentos de piedra, por ejemplo, pueden conservarse como datos 3D. Además, las aplicaciones de entretenimiento, como la animación y la producción de películas y videojuegos, también son industrias en las que se utilizan escáneres 3D.
Principios de los Escáneres 3D
Los escáneres 3D son de contacto y sin contacto. Existen varios métodos sin contacto. A continuación se explican los principios de tres métodos típicos:
1. Escáneres 3D de Contacto
Los escáneres 3D de contacto convierten la geometría en datos de coordenadas poniendo una sonda en contacto con el objeto. Como entran en contacto directo con el objeto, tienen una gran precisión de medición, pero requieren un tiempo de medición relativamente largo. Otra desventaja es que algunas formas no pueden ser penetradas por la sonda, pero los escáneres 3D de contacto se utilizan para objetos que no pueden medirse con métodos sin contacto.
2. Método del Rayo Láser
El método de rayo láser es un escáner 3D sin contacto que mide irradiando un rayo láser sobre el objeto. Existen tres métodos principales de rayo láser: triangulación, tiempo de vuelo (TOF) y detección de fase.
El método de triangulación es muy preciso y adecuado para medir áreas pequeñas, mientras que el método de tiempo de vuelo es adecuado para medir áreas grandes. El método de detección de fase, también conocido como método de desplazamiento de fase. Éste proporciona una gran cantidad de datos de nubes de puntos en un tiempo relativamente corto, pero tiende a producir más datos de reflexiones láser difusas como ruido.
3. Método de Proyección de Patrones de Luz
El método de proyección de patrones de luz es otro principio utilizado en los escáneres 3D sin contacto. Este método proyecta un patrón de luz en franjas desde el escáner sobre el objeto y obtiene datos 3D a partir de la luz reflejada, que cambia según la forma. Como la fuente de luz es LED en lugar de láser, se puede utilizar sobre el cuerpo humano y se puede obtener información del color, por lo que su uso está relativamente extendido.
Otra información sobre Escáneres 3D
Precisión de los Escáneres 3D
Los escáneres 3D producen datos escaneados en 3D del objeto, pero no siempre reproducen el objeto a la perfección: los errores de los escáneres 3D se producen en la posición de la nube de puntos del objeto y en la distancia entre las nubes de puntos.
Es importante elegir un producto con un margen de error aceptable, ya que los productos están marcados con una etiqueta de precisión. Naturalmente, los productos de alta precisión son más caros, pero algunos productos permiten múltiples mediciones para compensar los errores.
Los datos poligonales creados por un escáner 3D también pueden combinarse manualmente para aumentar la precisión. Los datos poligonales son datos formados por elementos de superficie. Para esta tarea, la experiencia es importante, ya que es necesario saber cómo mejorar de forma óptima la precisión del objeto.