Tipos de escaneado 3D

Escaneado 3D para ingeniería o pieza

  • La posibilidad de obtener una geometría física con un escáner 3D puede agilizar los procesos de trabajo. Podemos obtener esa documentación en forma de nube de puntos para posteriormente apoyarnos en ella para poder medir, extraer superficies, mallarla para distintas comprobaciones o realizar cálculos sobre ese fichero.
  • Disponemos de distintos equipos de escáner 3D según las necesidades de cada proyecto. Diversos factores pueden influir directamente en las necesidades que requiera tu proyecto. Por ejemplo podemos distinguirlas en tamaño de los modelos, plazos del proyecto, calidad dimensional necesaria o limitaciones propias del trabajo.
  • Tras las labores de escaneo 3D pasamos a la preparación y optimización de la nube de puntos. Esta documentación en 3D en forma de miles o millones de puntos referenciados sobre un eje de coordenadas ya puede ser válida para que puedas trabajar con tu software CAD.
  • La ingeniería inversa, también conocida como digitalizado 3D, puede ser la solución que necesitas, ya que podemos extraer mallas o superficies de la nube de puntos obtenida tras el escaneo 3D. Éstas podrán insertarse en tu software de diseño 3D sin ningún problema ya que trabajamos con formatos genéricos muy comunes.

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Escaneado 3D para arquitectura

  • Podemos conseguir el escaneo de edificios, salas, interiores de plantes de producción, salas de máquinas u otros interiores de recintos, así como fachadas, esculturas o terrenos gracias a partir de la obtención de su geometría 3D.
  • Disponemos de equipos de escáner 3D de alta potencia para tomar medidas a gran distancia con una precisión muy elevada. Tras la toma de datos adaptamos toda la información 3D. Nos adaptamos a distintas normativas exigidas por empresas o consorcios.
  • La obtención de esta documentación en 3D es muy importante para sectores relacionados con nuestro patrimonio artístico y arquitectónico. Éste tipo de escaneado 3D te permite conseguir el digitalizado 3D de edificios para posteriormente documentar esa información. Esto favorecerá a su conservación o a su restauración.
  • La fábrica digital es para esas empresas que necesitan tener digitalizadas en 3D las instalaciones actuales que no están documentadas. Les puede servir para medir con precisión sus instalaciones, mejorar la instalación de líneas nuevas, ver posibles interferencias que pueden surgir en la implementación de nuevas líneas o equipos, o documentar instalaciones que actualmente no constan.

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¿Qué es el escaneo 3D?

El concepto de escaneado o escaneo ha ido ampliando su significado a lo largo del tiempo.

A día de hoy las posibilidades de escaneo permiten el digitalizado 3D de objetos de varios tamaños, desde objetos de dimensiones muy reducidas hasta grandes superficies. El objetivo final que se persigue es diferente en cada sector. Por ejemplo, se puede escanear una escultura para su posterior restauración y conservación o bien escanear una pequeña pieza que tendrá que reproducirse. En el campo de la ingeniería es muy útil para obtener un control dimensional y de calidad o para aplicar ingeniería inversa.

Se habla de digitalizado 3D cuando necesitamos captar una geometría real para trabajarla dentro de un software 3D. Siempre se empieza extrayendo la geometría de uno o varios objetos reales, convirtiéndola en una densa nube de puntos. Esta toma de datos en forma de nube no es más que muchos puntos posicionados en un espacio X referenciados en sus distintos ejes X, Y, Z.

El uso de objetos reales como idea conceptual no es algo nuevo. Desde hace muchos años los maquetistas o modelistas han creado con arcillas, resinas, o espumas para modelar sus diseños primarios. La obtención de las superficies de estos prototipos conceptuales con tecnologías de escaneado 3D nos facilita el diseño o rediseño de un producto a partir de una superficie primaria.

Los datos obtenidos mediante este proceso de captación 3D nos serán de gran utilidad en las fases de diseño llevadas a cabo con un software CAD. Este proceso se conoce como ingeniería inversa, aunque también se le llama digitalizado 3D.

¿Para qué sirve la ingeniería inversa?

La ingeniería inversa (o digitalizado 3D) resulta de gran utilidad, ya que permite conseguir variedad de datos técnicos de un producto sin contar con ninguna información previa, ya sea a nivel de diseño como a nivel de funcionamiento de un objeto.

Las principales ventajas que nos aporta la tecnología de digitalizado 3D son:

  • Captación de datos rápida y dimensionalmente muy precisa.
  • Ahorro significativo en el rediseño CAD.
  • Diseños precisos y reducción de prototipos.
  • Optimización de los prototipos a fabricar.
  • Analizar desgastes en piezas o conjuntos con el paso del tiempo.
  • Comparación con CAD teórico en labores de control de calidad.

El digitalizado 3D es aplicable en gran variedad de ámbitos. Ofrecemos este tipo de tecnología para todo tipo de sectores:

  • Mecánica, tanto para ingeniería de maquinaria como para piezas.
  • Transporte de vehículo, para re diseño de interior y exterior o partes simples.
  • Arquitectura, desde fachadas de edificios hasta plantas industriales.
  • Electrónica, para componentes técnicos.
  • Todo tipo de producto comercial.

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Soluciones de ingeniería inversa (o digitalizado 3D)

Gracias a la ingeniería inversa o digitalizado 3D podemos analizar al más mínimo detalle el funcionamiento de un objeto mecánico o electrónico y reproducirlo exactamente igual.

Aplicando las nuevas tecnologías de digitalizado 3D en sectores como la ingeniería, el diseño o la arquitectura, ahorramos recursos y tiempo de medición. El escaneo 3D nos permite reducir hasta un 75% los costes de diseño de un proyecto que necesite apoyarse en geometrías ya existentes.

En 3D Hub ponemos a tu servicio diversas soluciones de ingeniería inversa. Podemos capturar geometrías con una elevada precisión y de diferentes dimensiones, adaptadas según tus necesidades.

Es por esto que contamos con dos líneas de servicio de escaneo 3D:

  • Escaneado 3D para ingeniería.
  • Escaneado 3D para arquitectura.

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Tipos de escáner 3D

Un escáner 3D puede ser de varios tipos, aunque la primera división establece dos tipos, en función de si hay contacto con el objeto que se va a escanear:

  • Escáner 3D CON contacto
  • Escáner 3D SIN contacto

A su vez, los escáneres 3D sin contacto pueden dividirse en escáneres activos y escáneres pasivos.

Escáner 3D con contacto

Mediante el uso de un palpador, normalmente de punta de acero duro o zafiro, se examina la superficie del objeto. Y con unos sensores internos se determina la posición del palpador.

Éste tipo de escáner permite conseguir precisiones de 0,01 mm y se utiliza en control dimensional en procesos de fabricación.

El mayor problema que pueden suponer los escáneres 3D con contacto es el mismo contacto: si el objeto a escanear es delicado, frágil o tiene un alto valor, éste puede ser dañado o modificado al entrar en contacto con el escáner 3D.

Escáner 3D sin contacto

Activos

Time of flight (Tiempo de vuelo)

Un diodo láser emite un pulso de luz y se mide el tiempo que tarda la luz reflejada en ser vista por un detector. La fiabilidad de éste tipo de escáner 3D depende de la precisión con la que se puede medir el tiempo.

El distanciómetro láser sólo mide la distancia de un punto en su dirección de la escena. Para llevar a cabo la medida completa, el escáner 3D va variando la dirección del distanciómetro tras cada medida, bien moviendo el distanciómetro o deflectando el haz mediante un sistema óptico.

Triangulación

Usa la luz del láser para examinar el entorno. Ésta incide en el objeto y con una cámara se busca la ubicación del punto del láser. Dependiendo de la distancia a la que el láser golpee una superficie, el punto del láser aparece en lugares diferentes en el sensor de la cámara.

La precisión de este sistema depende del ángulo del vértice opuesto al escáner. Dado que ese ángulo depende fuertemente de la distancia entre el emisor láser y la cámara, el hecho de aumentar el alcance supone incrementar mucho el tamaño del equipo de medida. En la práctica, el alcance máximo de estos escáneres se limita a 20-30 cm.

Diferencia de fase

Ofrece la distancia al objeto midiendo la diferencia de fase entre la luz emitida y la recibida. El haz láser emitido es continuo y de potencia modulada.

El rango y la precisión de este tipo de escáner 3D es intermedio. Su alcance ronda los 200 m en condiciones de poco ruido (baja iluminación ambiente), y su error característico ronda los 2 mm por cada 25 m.

La precisión también depende de la frecuencia utilizada, pero al contrario de como lo hace el alcance, lo que quiere decir que estos conceptos son complementarios, y se debe encontrar un punto de compromiso entre ambos, o bien utilizar dos frecuencias distintas. Así la frecuencia mayor será la empleada para calcular la distancia al punto, y la menor para resolver la ambigüedad de dicha medida.

Luz estructurada

Los escáneres 3D de luz estructurada proyectan un patrón de luz en el objeto y analizan su deformación, causada por la geometría de la escena. El modelo puede ser unidimensional o de dos dimensiones.

Éstos tipos de escáneres se caracterizan por la velocidad. Esto se debe a que escanean varios puntos a la vez en lugar de sólo uno.

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Luz modulada

Emiten una luz continuamente cambiante en el objeto y una cámara detecta la luz reflejada y la cantidad que el patrón de luz cambia para determinar la distancia que recorre la luz.

Holografía conoscópica

La luz se refleja en una superficie que atraviesa un cristal que con dos índices de refracción, uno ordinario y fijo y otro extraordinadio que es función del ángulo de incidencia del rayo en la superficie del cristal.

Se obtienen dos rayos paralelos que se hacen interferir utilizando una lente cilíndrica y esta interferencia es capturada por el sensor de una cámara convencional obteniendo un patrón de franjas. La frecuencia de esta interferencia determina la distancia del objeto en el que se proyectó el haz de luz. Con éste tipo de escaneado 3D se pueden conseguir precisiones muy elevadas, mejores que una micra

Pasivos

Estereoscópicos

Los sistemas estereoscópicos utilizan el mismo principio de la fotogrametría, usando la medida de la paralaje entre dos imágenes para determinar la distancia de cada pixel de la imagen. Habitualmente utilizan dos cámaras de video con poca separación entre ellas y orientadas de la misma manera. Analizando las diferencias leves entre las imágenes vistas por cada cámara, es posible determinar la distancia en cada punto en las imágenes.

Silueta

Usan bosquejos creados de una serie de fotografías alrededor de un objeto tridimensional contra un fondo contrastado. Estas siluetas se estiran y son cruzadas para formar la aproximación visual de casco del objeto. Con esta clase de técnicas alguna clase de concavidades de un objeto no se consiguen.

Con ayuda del usuario

Son técnicas útiles para construir la aproximación rápida de edificios a semejanza de objetos, formados y sencillos.

Como en el caso de los escáneres 3D estereocópicos, éste tipo de escaneo 3D se basa en los principios de la fotogrametría. Es también algo semejante en la metodología a la fotografía panorámica, excepto que las fotos se toman de un objeto en un espacio tridimensional para replicarlo en vez de tomar una serie de fotos de un punto en un espacio tridimensional para replicar el ambiente circundante.

Nuestra zona de actuación se centra principalmente al territorio español. Si bien ofrecemos principalmente el servicio de escáner 3D en Barcelona y alrededores, brindamos también el servicio de escáner 3D en Madrid y otras ciudades de la península.

Software para el escaneado 3D

Trabajamos con un formato 3D universal, lo que hace que nos adaptemos a gran variedad de formatos 3D para software CAD o para software dedicados a la fabricación digital o a la arquitectura.

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Puedes completar el siguiente formulario si quieres pedirnos un presupuesto para realizar tu proyecto o bien descargarte nuestro catálogo si necesitas más información. Aunque ofrecemos nuestro servicio de escáner 3D en Barcelona principalmente, brindamos también el servicio de escáner 3D en Madrid y en otros puntos de la península.

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