اسکن سه بعدی

اسکن سه بعدی

اسکن سه بعدی

پرینت سه بعدی فناوری است که ساخت هر قطعه ای را ساده کرده است، اما برای پرینت سه بعدی به یک فایل سه بعدی نیاز است که هندسه قطعه را به صورت دقیق مشخص کند، برای این منظور در مواردی که اصل یک شیء در واقعیت موجود است، اسکن سه بعدی به کمک می آید تا به سادگی بتون فایل سه بعدی را از روی یک قطعه موجود به دست آورد.
اسکنر های سه بعدی عمدتا بر مبنای دو فناوری اسکن سه بعدی نوری (لیزری) و فوتوگرامتری کار می کنند. اسکنر های نوری یا لیزری، اسکنر های دقیق و گرانقیمتی هستند و برای کاربرد های حرفه ای استفاده می شوند. اسکنر های مبتنی بر فوتوگرامتری ساده و در دسترس هستند و برای کاربرد های مهندسی جوابگوی نیاز ما می باشند.

اسکن سه بعدی چیست؟

اسکن سه بعدی به فرایند انالیز یک شی یا محیط در دنیای واقعی برای ثبت اطلاعات ظاهری به صورت دیجیتال می گویند. هدف از اسکن سه بعدی معمولا به دست آوردن یک مدل سه بعدی است.

کاربرد های اسکنر سه بعدی

هنر  :مجسمه سازی، معماری، حفظ اثار فرهنگی و تاریخی، صنعت سر گرمی، ساخت بازی، فیلم، واقعیت مجازی، واقعیت افزوده ،طراحی صنعتی و…

صنعت:مهندسی معکوس، بازرسی فنی، اندازه گیری دقیق، دیجیتالایز کردن، طراحی صنعتی، صنایع هوایی، صنایع دریایی، ماشین سازی، قالب سازی، ریخته گری، مدلسازی و تست (prototyping) ، Robotic mapping , motion tracking، Gesture recognition،
پزشکی: ساخت ارتز و پروتز و کاشت دندان

مراحل اسکن

در اکثر مواقع نمیتوان با تنها یک اسکن از سوژه یک مدل سه بعدی کامل به دست آورد. برای ثبت اطلاعات کامل سوژه، چندین، شاید هزاران اسکن از جهت های مختلف لازم است. این اسکن ها در یک سیستم مختصات مشترک وارد میشوند، تراز میشوند تا در مرحله آخر برای ایجاد یک مدل سه بعدی کامل با یکدیگر ادغام شوند. فایل خروجی اسکن سه بعدی مجموعه ای از نقاط (ابر نقاط) مطابق با هندسه و سطح جسم مورد نظر است. یک اسکن سه بعدی مختصات هر نقطه و فواصل نقاط را در دنیای واقعی شناسایی و به صورت یک نمود دیجیتالی در دنیای رایانه نمایش میدهد. فایل های ابر نقاط معمولا به تنهایی کاربردی ندارند و در محیط های دیگر برای طراحی مدل های سه بعدی استفاده می شوند.

اسکنر سه بعدی

اسکن سه بعدی

اسکن سه بعدی

اسکنر سه بعدی دستگاهی است که یک شیء یا محدوده ای در دنیای واقعی را به منظور جمع آوری داده از شکل و ظاهر آن ها تجزیه و تحلیل میکند. سپس داده های جمع آوری شده می توانند برای ساخت مدل های سه بعدی مورد استفاده قرار گیرند. تعداد بسیاری تکنولوژی مختلف برای ساخت این دستگاه های اسکن سه بعدی استفاده می شود. هر فناوری محدودیت ها، مزایا و هزینه های خود را دارد و داده های جمع آوری شده برای طیف وسیعی از صنایع مفید هستند. این دستگاه ها به طور گسترده ای توسط صنعت سرگرمی در تولید فیلم و بازی های ویدئویی از جمله واقعیت مجازی مورد استفاده قرار می گیرد. دیگر کاربردهای رایج این تکنولوژی شامل طراحی صنعتی، ارتوپدی و پروتز، مهندسی معکوس و نمونه برداری، کنترل کیفیت و دیجیتالی سازی مصنوعات فرهنگی است. در این جا به بررسی برخی از کاربردهای اصلی اسکنرهای سه بعدی می پردازیم.

انواع اسکنر ها

اسکنر های سه بعدی از تکنولوژی ها متنوع بهره میبرند و هر کدام مزایا، محدودیت ها، و قیمت مخصوص به خود را دارند. امروزه قابلیت اسکن سه بعدی حتی با گوشی موبایل هم میسر است. اسکنر های خانگی معمولا به اندازه یک جعبه کفش هستند و رنج قیمتی بین چند صد دلار تا چند هزار دلار دارند. این محصولات معمولا اشیا بین ۱- ۳۰ سانت را اسکن می کنند.

فایل های خروجی و اطلاعات به دست آمده طی اسکن
فایل خام خروجی اسکنر میتواند در فرمت های مختلفی ذخیره شود، هر کدام با ویژگی خاص خود و با توجه به هدف نهایی اسکن. ابتدایی ترین فرمت ابر نقاط ، فایل های XYZ است. فرمت XYZ با اکثر برنامه های مدل سازی CAD سازگاری دارند اما قابلیت ذخیره اطلاعات مربوط به رنگ را ندارند. PLY یک نوع دیگر ذخیره ابر نقاط است که میتواند اطلاعات مربوط به نور و شفافیت را ذخیره کند.

OBJ پرکاربرد ترین فرمت برای ذخیره مش است که با توجه به توانایی ذخیره بافت، به طور وسیع در تصویر سازی کامپیوتری Computer-generated imagery (CGI) استفاده می شود. فایل های STL نیز محبوب ترین فرمت برای استفاده در پرینتر های سه بعدی هستند.

فایل های خروجی اسکنر سه بعدی چقدر دقیق هستند؟

معمولا سازندگان اسکنر های سه بعدی مدعی سطح خاصی از دقت هستند اما در واقعیت، دقت اسکنر بسته به سطح جسم و شرایط محیطی حین اسکن متفاوت است. چون اسکنر ها به کمک نور بازتاب شده از سطح جسم کار میکنند، محیط های پر نور وسطوح شفاف یا براق میتواند دقت و جزئیات ثبت شده در اسکن را تحت تاثیر قرار دهد.

مدل سازی سریع

مدل های اسکن شده با اسکنر سه بعدی به راحتی قابلیت استفاده در فرایند مدل سازی سریع به کمک پرینتر سه بعدی را دارا می باشند و خروجی نرم افزار اسکنر بدون تغییر و تبدیل در پرینتر سه بعدی مورد استفاده قرار می گیرد. در نتیجه فرایند ساخت ماکت دقیق از مدل های موجود، با سرعت و دقت بالا و با کمترین هزینه امکان پذیر می گردد.

با توجه به دقت بسیار خوب اسکنر سه بعدی می توان جهت سنجش ابعاد و مشخصات محصولات و مدل های موجود با مدل های نرم افزاری از این روش بهره جست.

شما می توانید با هزینه ای بسیار توجیه پذیر این اسکنر را از شرکت آرمان ویژن خریداری نمایید.

کاربردهای اسکنر سه بعدی

  • کاربردهای اسکن سه بعدی در آموزش

استفاده از اسکن سه بعدی برای آموزش در کلاس های درس در سراسر جهان در حال افزایش است. دانش آموزان با مهارت های بسیار محدود مدلسازی سه بعدی قادر به ایجاد و پرینت سه بعدی مدل های منحصر بفرد شده اند. استفاده از اسکن سه بعدی در کنار پرینتر سه بعدی در کلاسها طرفداران زیادی پیدا کرده است. بسیاری از معلمان بر این باورند که استفاده هم زمان از اسکنرها و پرینتر های سه بعدی نقشی بسزا در تدریس اصولی ایفا می کند.

  •  اسکنر سه بعدی و معماری

توانایی اسکن و تجزیه و تحلیل ساختمان ها با جزئیات زیاد، اسکن سه بعدی را به گزاره ای بسیار جذاب در هنگام انجام نظرسنجی های معماری تبدیل کرده است. اسکن سه بعدی برای کاربر امکان دستیابی به اندازه گیری های بسیار دقیق و امکان تجسم و تغییر داده ها با CAD را فراهم می کند. توانایی ثبت سریع اطلاعات با دقت بالا به معنی صرفه جویی در زمان و بهره وری است که در هنگام ارائه نتایج به مشتری مهم می باشد. اسکن سه بعدی برای اهداف نقشه برداری برای مهندسی معکوس یک راه حل کامل است. یکی از شرکت ها در زمینه ساخت و ساز به تازگی به دنبال اسکن جزئیات بیرونی تخریب شده با هدف جایگزینی روکش فلزی با استفاده از مواد مدرن می باشد.

  • اسکنر سه بعدی و هنر

اسکن سه بعدی به طور فزاینده ای در میان هنرمندان و مورخان هنر استفاده می شود. اسکن کردن آثار هنری برای ایجاد نسخه های قابل پرینت سه بعدی برای آرشیو کردن یکی از کاربردهای عمده اسکنر در این صنعت است. اسکن سه بعدی هر نوع میراث فرهنگی را قادر می سازد تا طبقه بندی، اندازه گیری، تجزیه و تحلیل و حتی در میان جامعه پژوهشگر به اشتراک گذاشته شود. کپی یک قطعه یا مجسمه کاملا یکسان، با جزئیات دقیق نه تنها برای حفظ، بلکه برای آموزش دادن بدون خطر آسیب به قطعه اصلی از مزایای این فناوری می باشد. اسکن سه بعدی یک روش عالی برای کمک به بازسازی و حفاظت موثر است. هنرمندان می توانند از اسکن سه بعدی برای اضافه کردن اشیاء و تصاویر به کار خود استفاده کنند. به طور مثال می توان برگها و پرها را اسکن کرده و آنها را به طرح هایی مثلا روی گلدان یا کاسه تزئینی اضافه کرد.

  • کاربرد اسکن سه بعدی در پزشکی

اخیراَ تکنولوژی پرینت سه بعدی به عنوان یک ابزار حیاتی در صنایع پزشکی شناخته شده است. یکی از کاربردهای اصلی فناوری های سه بعدی در ساخت پروتز های پزشکی می باشد. اسکن سه بعدی به پزشکان در طراحی و تولید یک اندام پروتز با دقت اندازه گیری قابل توجه به منظور دستیابی به حداکثر آسایش، تحرک و کاهش درد در کاربران کمک می کند. همراهی اسکن سه بعدی با پرینت سه بعدی سبب صرفه جویی در زمان و هزینه نسبت به روش های سنتی می شود. از دیگر کاربردهای اسکنرها، اسکن سه بعدی توسط متخصصان برای مطالعه دقیق ساختار بدن می باشد. به عنوان مثال قبل از عمل جراحی به برنامه ریزی دقیق و آماده سازی پزشکان و جراحان برای تصمیم گیری های آگاهانه کمک کرده و میزان موفقیت جراحی را بهبود می بخشد.

  • اسکنر سه بعدی و مهندسی

مکان دیگری با پتانسیل عظیم برای اسکن سه بعدی مهندسی است. توانایی اسکن کردن هر شی و سپس استفاده از فایل CAD برای اصلاح، باعث ساده شدن فرآیند مهندسی معکوس و نمونه سازی سریع می شود.

  • اسکنر سه بعدی و طراحی

نمونه سازی سریع و مهندسی معکوس برای طراحی بیشتر محصولات ضروری هستند. هنگامی که با مشتریان کار میکنید هر تکنیکی که نتایج بهتر و سریعتر در اختیارمان قرار دهد مورد استقبال قرار می گیرد. اسکن سه بعدی قطعاَ این شرایط را فراهم می کند. همانطور که ما همچنان به طراحی و ساخت مواد مؤثرتر برای طیف وسیعی از اهداف ادامه می دهیم، معمولا به دنبال تقلید از مواد طبیعی چون ساختارهای گیاهی و حتی فسیل برای دستیابی به خواص برتر آنها هستیم.

  • اسکنر سه بعدی و علم / پژوهش

اسکن سه بعدی امکان مطالعه دقیق هر شی را فراهم می کند. همکاران پژوهشی در سراسر جهان در حال مطالعه یک مجموعه بی نهایت از مواد هستند. اسکن سه بعدی امکانات بسیاری را از توپوگرافی پیشرفته تا اندازه گیری های نوری ایجاد می کند. محققان دانشگاه درکسل اخیراَ شروع به اسکن سه بعدی و پرینت سه بعدی فسیل های دایناسورها کرده و نمونه های خود را در مقیاس های کوچکتر ساخته اند. هدف از این پژوهش این است که چگونگی بر هم کنش استخوانها برای ایجاد حرکت و پاسخ هایشان به تنش های محیطی را دریابند.

  • اسکنر سه بعدی و اسکن سه بعدی کامل بدن

با تکنولوژی پرینت سه بعدی امکانات بی پایانی برای سفارشی سازی به وجود آمده است. از آنجایی که هیچ یک از دو بدن انسان دقیقا مشابه نیستند، بهتر است که در هنگام ایجاد یک مدل سه بعدی منحصر به فرد از اسکنرهای سه بعدی استفاده شود. خدمات متعددی در سراسر دنیا وجود دارد که کاربر را قادر می سازد تا مدل سه بعدی از خود را اسکن سه بعدی و پرینت سه بعدی کند. تجزیه و تحلیل بدن و ساخت لباس سفارشی تنها چند مورد از کاربردهای اسکن سه بعدی کامل بدن است.

پرینت سه بعدی نمونه خود

  • اسکنر سه بعدی و واقعیت مجازی و انیمیشن

صنعت بازی در حال حاضر پیشرفت سریعی داشته و به نظر می رسد که اسکن سه بعدی علت اصلی این رشد باشد. اسکن انسان و محیط برای انجام شبیه سازی واقع بینانه انجام می شود. اخیراَ ظهور هدست های واقعیت مجازی مقرون به صرفه نیز یک نیروی محرکه در پیشرفت و افزایش استفاده از اسکن سه بعدی شده است. توسعه دهندگان بازی ها گاهی شخصیت های بازی را با اسکن سه بعدی و پرینت سه بعدی ایجاد می کنند.