انواع اسکنر های سه بعدی و نحوه ی کار و نکات کاربردی اسکنر های سه بعدی

انواع اسکنر های سه بعدی

مقدمه:

مفهوم اسکن سه بعدی برای اولین بار برای نقاشی از حجم و الگو برداری از آن مورد استفاده قرار گرفت و هم اکنون بسیار توسعه یافته است. اسکنر سه بعدی دستگاهی است که با کمک آن می توان قطعات و سازه های پیچیده را اسکن و مجموعه ای به وجود آورد که شامل نقاط متعددی می باشد و هندسه جسم را در بر دارد، این مجموعه را ابر نقاط نامند. با کمک ابر نقاط ایجاد شده توسط اسکنر سه بعدی، می توان مدل سه بعدی از قطعه مورد نظر را ایجاد کرد. جهت آموزش سالیدورک حرفه ای وارد لینک شوید.

اسکنر سه بعدی چیست؟

تعریف و کاربرد اسکنر های سه بعدی

اسکنر سه بعدی با نمونه برداری و جمع آوری اطلاعات مربوط به هندسه و ظاهر جسم، مدل سه بعدی از قطعه مورد نظر را ایجاد می کند. اسکنر های سه بعدی از جمله فناوری های نوین می باشند که برای ساخت قطعات مورد استفاده قرار گرفته و همواره در حال پیشرفت و توسعه می باشند. امروزه انواع مختلفی از اسکنر های سه بعدی وجود دارد که از نوع خانگی و کوچک تا انواع صنعتی و با دقت و قیمت بالا را شامل می شوند.

مزایایی استفاده از اسکنر سه بعدی

اسکنر سه بعدی در زمینه مهندسی معکوس استفاده می شود که در واقع با اسکن قطعه موجود می توان به مراحل ساخت آن دسترسی داشت. از این فن آوری در زمینه های مختلفی از جمله پزشکی، صنعت، طلا و جواهر سازی، وسایل ورزشی، سازه های معماری و در زمینه هنر می توان استفاده کرد باید توجه داشت که بعضی از اسکنر ها توانایی تشخیص رنگ را دارند که مزیت مهمی تلقی می شود. از کاربرد های دیگر اسکنر سه بعدی می توان کنترل کیفیت را اشاره کرد که با اسکن قطعه تولید شده و مقایسه با اندازه مورد نظر، نسبت به دقت و مناسب بودن آن تصمیم گیری کرد که این امر سبب افزایش فرآیند کنترل کیفی شده است.
به دلیل قدرتمند بودن تکنولوژی استفاده شده در اسکنر های سه بعدی، در حال حاضر کاربرد فراوانی در صنایع مختلف دارد و هم چنین این امکان وجود دارد در صورت نیاز به کمک نرم افزارهای مختلف تغییرات مورد نیاز بر روی قطعه اعمال کرد تا قطعه دلخواه مورد نظر را ایجاد کرد.
اسکنر سه بعدی می توان با استفاده از امواج صوتی و یا نوری قطعه مورد نظر را اسکن و مدل سه بعدی از آن را ایجاد کند. از جمله مهم ترین مزیت های اسکنر سه بعدی غیر تماسی بودن، دقت بالا و کاربرد فراوان آن را می توان اشاره کرد.

انواع اسکنر سه بعدی

1- اسکنر سه بعدی با نور که با تابش یک محدوده نوری نسبت به اسکن اقدام می کند، معمولا این نور به رنگ سفید است و امکان نصب اسکنر بر روی سه پایه وجود دارد. این نوع اسکنرها سرعت بالا، پوشش منطقه وسیعی در هر اسکن، دقت بالا و امکان استفاده برای اسکن اجزای بدن را دارند، و باید توجه داشت که قطعه مورد نظر به اسکنر نزدیک باشد تا دقت مدل ایجاد شده کمتر نشود. این اسکنر به صورت یکباره تمام محدوده ای که طیف نوری پوشش می دهد را اسکن می کند و به همین دلیل سرعت بالای دارد.
2- اسکنر سه بعدی با نور لیزر که با یک دوربین اسکن را انجام می دهد و با روش ایجاد مثلث های بی شمار سعی می کند قطعه را سکن کند. این نوع اسکنر ها دارای محبوبیت فراوانی هستند و عموما به صورت قابل حمل بوده و تغییرات نور محیط تاثیر کمتری بروی عملکرد آنها می گذارد.
3-اسکنر سه بعدی Time Of Flight از پالس های لیزر به منظور اسکن استفاده می کند که کاربرد بسیار بالایی دارند. این نوع اسکنر دارای برد های متفاوتی بوده که برای اسکن ساختمان ها مناسب است، اما باید توجه داشت به دلیل بالابودن ابعاد نسبت به سایر اسکنر ها دقت کمتری دارد. نکته دیگر اینکه این اسکنر باید ثابت باشد و هیچ گونه لرزشی نداشته باشد تا مدل ایجاد شده را تحت تاثیر قرار ندهد.
4- اسکن سه بعدی فتو گرامتری غیرتماسی بر پایه انعکاس نور محیط است و از نور مرئی استفاده می کند و بسیار ارزان بوده و نوری از خود ساطع نمی کند، در واقع یک دوربین دیجیتال است که هرچه کیفیت دوربین بالاتر باشد مدل ایجاد شده با دقت بالاتری خواهد بود.
5- امروزه به دلیل پیشرفت علم و تکنولوژی این امکان فراهم شده است که با استفاده از گوشی هوشمند نیز می توان اسکن سه بعدی از اجسام تهیه کرد. از جمله نرم افزار اسکن سه بعدی برای گوشی می توان Qlone ،Heges (برای گوشی آیفون است)، Trnio،Sony ، 3D Creator را اشاده کرد.
6- اسکنر سه بعدی از نوع تماسی که به این صورت است که اسکنر دارای پراب بوده و با قطعه به صورت مستقیم در تماس می گیرد و عمل اسکن را انجام می دهد. این نوع اسکنر ها سرعت پایینی داشته اما برای تمام سطوح شفاف و تیره قابل استفاده می باشند.

نحوه کار اسکنر سه بعدی:

برای استفاده از اسکنر در ابتدا باید مشخص کرد که چه نوع قطعه ای را می خواهیم اسکن کنیم و سپس براساس ویژگی های قطعه نسبت به انتخاب اسکنر اقدام کرد. ثابت و متحرک بودن جسم، کیفیت سطح و میزان نور هر سطح، جنس قطعه، اندازه آن، تعداد دفعات استفاده از اسکنر در انتخاب نوع اسکنر تاثیر گذار است.

اسکنر سه بعدی با کمک سنسور های مختلف عمل می کند که به دو صورت تماسی و غیر تماسی است که در نوع تماسی اسکنر با قطعه در تماس بوده و در نوع غیر تماسی به کمک امواج نوری یا صوتی، عمل اسکن انجام می شود. خروجی اسکنر سه بعدی یک مدل سه بعدی از قطعه می باشد. باید توجه داشت فرآیند اسکن باید چندین بار انجام شود تا مدل ایجاد شده با دقت بالایی ایجاد گردد. در نهایت مدل ایجاد شده به کمک اسکنر سه بعدی را با نرم افزار های مهندسی مکانیک از جمله کتیا و سالیدورک، Artec Studio PolyWorks می توان اجرا کرد و در صورت نیاز تغییرات مورد نظر را ایجاد و سپس به کمک دستگاه های CNC یا پرینتر سه بعدی نسبت به ساخت آنها اقدام کرد. برای کسب اطلاعات بیشتر از ممان اینرسی روی لینک کلیک نمایید.

نکات کاربردی و ترفندها

در زمان کار با اسکنر سه بعدی باید دقت داشت که نور موجود در محیط مناسب بوده و بر روی قطعه سایه وجود نداشته باشد.
در صورتی که بخواهید یک قطعه خاص که پیچیدگی های متعدد دارد، بسازید می توانید در ابتدا آنرا به کمک اسکنر سه بعدی اسکن کرده و سپس به کمک پرینتر های سه بعدی، مدل سه بعدی آن را تولید کنید، با این روش به راحتی قطعات مورد نظر خود را تولید خواهید کرد و هر چه کیفیت و دقت اسکنر بالاتر باشد در نهایت قطعه تولید شده به ابعاد واقعی نزدیک تر خواهد بود.
برای اسکن بدن انسان و حیوان بهتر است از نوع اسکنر سه بعدی نوری استفاده شود زیرا نسبت به نوع لیزری، برای بدن مخصوصا چشم آسیب زا نمی باشد.

مشکلات رایج و راه‌حل‌ها

از جمله مهمم ترین عواملی که سبب ایجاد خطا در فرآیند اسکن می شوند را می توان میزان نور نا مناسب، فاصله نا مناسب و لرزش را اشاره کرد که با تنظیم آنها می توان مدل ایجاد شده را با دقت بالا داشت.

مقایسه ساخت با اسکنر سه بعدی با دیگر روش های ساخت

برای ایجاد مدل سه بعدی از دو روش مدل سازی می توان استفاده کرد، روش اول با کمک نرم افزار های طراحی از جمله سالیدورک و کتیا، روش دوم با اسکنر سه بعدی می باشد. مدل سازی به کمک نرم افزار های طراحی در صورت پیچیده بودن قطعه بسیار زمان گیر بوده در صورتی که با اسکنر سه بعدی می توان با دقت و سرعت بالاتری مدل مورد نظر را ایجاد کرد و نیازی به اندازه برداری از قطعه مورد نظر نمی باشد.