Escáner 3D digitalizador

Tipos de escáneres 3D digitalizadores

Un escáner 3D digitalizador es una máquina que crea modelos digitales 3D de objetos físicos. Lo hace realizando mediciones precisas y capturando la geometría del objeto. Los escáneres 3D digitalizadores vienen en varios tipos.

• Escáneres de luz estructurada: Estos escáneres utilizan una serie de luces LED brillantes para proyectar un láser con patrón sobre el objeto. Una cámara luego mide la distorsión del patrón para crear un modelo 3D. Los escáneres de luz estructurada funcionan bien en objetos pequeños a medianos y ofrecen alta precisión y velocidad. Se utilizan comúnmente en inspección industrial, ingeniería inversa y aplicaciones de salud.
• Escáneres láser: Los escáneres láser 3D proyectan un rayo láser sobre el objeto y miden el tiempo que tarda el láser en regresar al escáner. Estos escáneres pueden cubrir áreas grandes muy rápidamente y se utilizan a menudo para aplicaciones como cartografía topográfica, topografía y escaneo de objetos a gran escala (por ejemplo, edificios, paisajes).
• Escáneres de contacto: Los escáneres 3D digitalizadores de contacto utilizan una sonda que toca físicamente el objeto que se escanea. A medida que la sonda se mueve alrededor del objeto, mide coordenadas X, Y y Z precisas para crear el modelo 3D. Debido a su precisión, a menudo se utilizan en piezas mecánicas complejas.
• Escáneres portátiles: Los escáneres 3D portátiles son escáneres compactos y portátiles que una persona puede llevar y operar. Utilizan técnicas de láser o luz estructurada para capturar la forma del objeto a medida que se mueven alrededor del objeto. Los escáneres portátiles funcionan bien en objetos pequeños a medianos y son populares en industrias como la animación, el desarrollo de juegos y la preservación del patrimonio cultural.
• Escáneres de escritorio o fijos: Los escáneres 3D de escritorio o fijos tienen un cabezal de escaneo estacionario con un plato giratorio para rotar el objeto que se escanea. Son mejores para objetos pequeños y detallados y se utilizan a menudo en impresión 3D, archivo digital y creación de prototipos de productos.

Características y funcionalidad de los escáneres 3D digitalizadores

Cada herramienta de escáner 3D digitalizador es precisa y sus especificaciones dependerán del modelo y la marca. Las siguientes características son estándar y ayudan a definir la productividad y la optimización del escáner 3D digitalizador:

• Rango de trabajo: Esto define el rango de longitudes en las que el escáner puede operar. Idealmente, cuanto mayor sea el rango de trabajo, mejor para los escaneos de sitio (objetos más grandes) y viceversa para las piezas pequeñas.
• Precisión: Esta es la medida de qué tan cerca está el objeto escaneado del objeto real. Típicamente depende del factor ambiental donde se despliega el escáner 3D digitalizador. La precisión es importante ya que permite ajustar o modificar un objeto escaneado para que se ajuste a ciertas especificaciones. La precisión ayuda en la realización de mediciones y evaluaciones precisas, identificando así cualquier error que pueda existir. En la mayoría de los casos, la precisión oscilará entre 0,01 y 0,5 mm, según el modelo.
• Velocidad de la nube de puntos: La velocidad de la nube de puntos es la medida de qué tan rápido el escáner puede capturar puntos por segundo. Esto define la productividad del escáner 3D digitalizador. Una alta velocidad de la nube de puntos da como resultado menos veces que el escáner tendrá que superponerse y llenar los huecos creados durante el proceso de escaneo. Esto reducirá el tiempo total de escaneo.
• Clase de láser: Esto define la intensidad y la visibilidad del rayo láser en el escáner láser 3D. Por razones de seguridad, los escáneres 3D generalmente tendrán una clase de láser baja (1 o 2) y serán seguros para que los humanos los usen. La clase de láser también influye en el alcance y la potencia del rayo láser.
• Interfaz de datos: Esto se refiere a los medios de comunicación entre los dispositivos de transferencia de datos (ordenador o medio de almacenamiento) y el escáner 3D digitalizador. USB, Wi-Fi, Bluetooth, Ethernet o serie (RS-232) son formas comunes de interfaces de datos que suelen utilizar los escáneres 3D digitalizadores.
• Condiciones ambientales: Estas afectarán el rendimiento y la precisión del escáner 3D digitalizador. Factores como la temperatura, la humedad, la presión, la iluminación y el desorden deben tenerse en cuenta antes de utilizar un escáner 3D.
• Método de escaneo: El método por el cual un escáner 3D digitalizador escaneará un objeto depende del modelo. Contacto y sin contacto son los dos tipos amplios. El tipo sin contacto se puede dividir aún más en tres categorías: triangulación óptica, pulso láser y luz estructurada.

Aplicaciones de los escáneres 3D digitalizadores

• Diseño y creación de prototipos

  En las primeras etapas de la creación de productos, los expertos utilizan escáneres 3D para tomar medidas precisas de los artículos existentes. Estas medidas ayudan a realizar nuevos diseños o mejorar los diseños que ya existen. Los escáneres funcionan de forma rápida y precisa, por lo que podemos acelerar la creación de cosas nuevas. Permiten a los diseñadores comprender mejor las formas y los detalles, lo que es importante para crear buenos productos. Los ingenieros también utilizan los escáneres para comprobar los modelos de prueba de las nuevas máquinas y asegurarse de que funcionan correctamente. Comparando con los datos escaneados, pueden encontrar cualquier diferencia y ver si coincide con sus planes. El uso de escáneres 3D en esta etapa nos ayuda a crear cosas nuevas rápidamente y a comprobar de forma constante que todo es correcto.

• Control de calidad

  Los escáneres 3D juegan un papel muy importante en la comprobación constante de la calidad de las piezas creadas. Los trabajadores los utilizan para escanear las piezas terminadas y luego comparar todas las medidas con los planos originales. Esto les permite encontrar cualquier error o problema con mucha precisión. Los escáneres permiten comprobar la forma completa de cada pieza. Esto ayuda a garantizar que todo sea correcto de acuerdo con las especificaciones exactas necesarias. La comprobación constante con escáneres 3D ayuda a las fábricas a evitar errores y mantiene constantemente la calidad de las piezas producidas en toda la fábrica.

• Ingeniería inversa

  Al inicio del proceso de ingeniería inversa, las piezas que ya no funcionan se escanean para crear un modelo digital. El escáner 3D produce una réplica digital precisa. Luego, los ingenieros inspeccionan la pieza escaneada para averiguar cómo funciona y su estructura. Esto les ayuda a comprender cómo funciona en su interior. El modelo digital creado a partir del escaneo también se utiliza para crear una nueva pieza de repuesto. Tener una copia precisa facilita la creación de una nueva pieza que funcione de la misma manera. La nueva pieza se puede instalar de nuevo en la máquina o sistema original para ampliar su vida útil. La combinación de escaneo para crear un modelo digital y luego crear una nueva pieza física permite reparar las máquinas viejas en lugar de reemplazar todo.

• Aplicaciones médicas

  El escaneo 3D se utiliza en el análisis de pacientes, por ejemplo, para hacer que los ajustes de los aparatos de ortodoncia se ajusten perfectamente a los pacientes y para crear modelos exactos basados en los escaneos para practicar la cirugía de antemano. Además, los escáneres 3D pueden ayudar en la rápida fabricación de implantes personalizados después de obtener medidas precisas del cuerpo. También se puede utilizar un escáner 3D para crear copias digitales de cosas importantes como piezas de arte antiguas o históricas. Esto ayuda a mantenerlas seguras para las generaciones futuras. Cuando se crea una copia digital de esa manera, se puede almacenar en un ordenador y también se puede ver cuando se desee.

Cómo elegir un escáner 3D digitalizador

Dado que los escáneres 3D tienen tantas aplicaciones, es importante evaluar cuidadosamente las necesidades y elegir un escáner que se ajuste a esos requisitos. Aquí hay algunos factores a considerar al elegir un escáner 3D.

• Tamaño del objeto

  El rango de los escáneres 3D es amplio, desde modelos más pequeños y portátiles hasta escáneres más grandes de grado industrial. Cuando se trata de elegir un escáner, el primer paso es identificar un objeto o cosa que escanear. Un objeto o cosa debe elegirse en función del tamaño, la complejidad y el nivel de detalle del objeto objetivo. También se debe elegir un escaneo exterior o ambiental sobre un escaneo interior.

• Nivel de detalle, complejidad y precisión

  A continuación, determine el nivel de detalle y la precisión deseados para el escaneo. Los objetos más complejos requerirán un escaneo de mayor resolución para capturar con precisión la geometría. Considere si la aplicación necesita datos de textura superficial o si la geometría estructural básica es suficiente. En cuanto a la precisión, muchos factores, incluida la velocidad de escaneo y la resolución, afectan la precisión de un modelo 3D.

• Presupuesto

  En función de las características y especificaciones requeridas, establezca un presupuesto para el escáner 3D. Considere tanto el precio de compra inicial como los costes operativos a largo plazo, como el mantenimiento, los accesorios y las tarifas de licencias de software.

• Tecnología de escaneo 3D

  A continuación, elija entre escáneres 3D digitalizadores. Cada tecnología tiene sus ventajas en diferentes aplicaciones. Evalúe los pros y los contras del escaneo láser. Busque un escáner con buena portabilidad y una interfaz fácil de usar.

• Velocidad de escaneo y rendimiento

  Considere la velocidad de escaneo y las necesidades de productividad. Si se requiere un alto rendimiento, elija un escáner con alta velocidad de escaneo y un flujo de trabajo eficiente.

• Generación y procesamiento de mallas

  Evalúe las capacidades del escáner para generar y procesar modelos de malla 3D. Compruebe si el escáner proporciona herramientas para optimizar, simplificar o reparar los modelos de malla.

• Compatibilidad y soporte de software

  Considere la compatibilidad del software del escáner 3D digitalizador o del software con los programas CAD esperados. Evalúe las funcionalidades del software para la anotación, la medición y la integración con otras herramientas de diseño.

• Resolución y precisión

  A continuación, considere las especificaciones de resolución y precisión del escáner. Estas determinan el nivel de detalle y la precisión del modelo escaneado. Una mayor resolución permite una representación más precisa de las características pequeñas, mientras que la precisión garantiza que el escaneo coincida correctamente con las dimensiones del objeto original.

• Portabilidad y facilidad de uso

  La portabilidad de un escáner juega un papel importante a la hora de elegir uno. Los escáneres portátiles o los modelos portátiles ofrecen flexibilidad y se pueden utilizar en varias ubicaciones. Busque escáneres con interfaces fáciles de usar, software intuitivo y requisitos de configuración mínimos para reducir la curva de aprendizaje y garantizar un funcionamiento eficiente.

• Conectividad e integración

  Considere las opciones de conectividad del escáner 3D, como USB, Wi-Fi o Bluetooth. Es importante garantizar una conectividad sin problemas entre el escáner, el ordenador y otros dispositivos para una transferencia de datos eficiente. Además, compruebe si el escáner se integra bien con otras herramientas o flujos de trabajo en el entorno del usuario, como software CAD, plataformas de diseño digital o sistemas de impresión 3D.

• Opiniones y reputación

  Por último, investigue las opiniones y la reputación del escáner 3D o la marca en cuanto a fiabilidad y atención al cliente. Elegir una marca de renombre con comentarios positivos de los usuarios ayuda a garantizar una experiencia satisfactoria y reduce el riesgo de problemas inesperados.

Preguntas y respuestas

P: ¿Funciona un escáner 3D como una cámara digital?

R: Sí, hasta cierto punto. En un escáner 3D, el objeto que se va a escanear se mantiene idealmente quieto mientras el escáner se mueve alrededor del objeto. Sin embargo, si el objeto es demasiado grande para moverse, el cabezal del escáner se puede mover alrededor del objeto en su lugar. La cámara digital luego captura múltiples imágenes 2D del objeto desde diferentes ángulos. Estas imágenes se procesan luego para crear un modelo 3D del objeto.

P: ¿Cuál es la diferencia entre un escáner 3D y una impresora 3D?

R: Una impresora 3D y un escáner 3D tienen funciones diferentes. Mientras que un escáner 3D se utiliza para crear un modelo digital de un objeto, una impresora 3D utiliza ese modelo digital para imprimir una copia física del objeto. Generalmente, las impresoras 3D funcionan añadiendo material capa por capa para crear un objeto 3D. El material utilizado para la impresión y el mecanismo de funcionamiento de los diferentes tipos de impresoras varían. Sin embargo, en todos los casos, una impresora 3D toma un modelo 3D como entrada y produce una copia física del objeto como salida.

P: ¿Pueden los teléfonos inteligentes realizar escaneos 3D?

R: Sí, algunos teléfonos con capacidades avanzadas pueden escanear en 3D. Sin embargo, la calidad del escaneo puede no ser tan buena como la de los escáneres 3D dedicados.