3D-scanners zijn apparatuur waarmee een persoon digitale kopieën van verschillende objecten kan maken.
Het werkingsprincipe van een 3D-scanner is gebaseerd op het creëren van een laag-voor-laag print voor een geselecteerd object met behulp van diverse materialen:
- kunststofverbindingen;
- polymeren;
- poeders op basis van cellulose, metaal, keramiek;
- harsen.
De komst van 3D-scanners heeft menselijke activiteiten in verschillende vakgebieden vereenvoudigd. Machines worden vervaardigd voor diverse taken. Stationaire instrumenten zijn een uitstekende keuze voor architecturale, ontwerp-, medische (inclusief tandheelkundige), onderwijs- en industriële bedrijven. Met behulp van dit apparaat worden onderdelen voor de auto gecreëerd. Tandheelkundige typen apparatuur worden gebruikt om tanden te modelleren. Er zijn veel bureaumodellen voor juwelierswerkplaatsen. Er zijn positieve verhalen over hun gebruik in restauratie, als niet-standaard apparaten in chirurgie, orthodontie, geodetische cycli.
Soorten 3D-scanning
Hoe werken 3D-scanners? Driedimensionaal scannen wordt onderverdeeld in 2 soorten:
- Contact
Dergelijke scanners werken door contact met het onderwerp. Het stationaire apparaat onderzoekt feitelijk het gewenste object “aanraakbaar”.
Voordelen:
- zeer gedetailleerd;
- de lichtomstandigheden hebben geen invloed op het apparaat;
- je kunt delen van een object scannen die de vorm van een prisma hebben;
- lage kosten.
Nadelen van een contactapparaat:
- het analyseproces is zeer traag;
- er is een beperking bij het scannen van bewegende objecten.
Hoe scan je een object in 3D? Het apparaat werkt volgens een bepaald principe: een object wordt onderzocht met direct contact. Dit gebeurt wanneer een object op een oppervlak wordt geplaatst. Het onderscheidt zich door een hoge nauwkeurigheid. Er is een nadeel – soms verandert het het object, het kan het zelfs beschadigen.
- Contactloos
Dergelijke scanners zijn op hun beurt onderverdeeld in 2 types.
- Actief. Ze werken met behulp van een laserstraal of gestructureerd licht dat op een object wordt gericht. De gereflecteerde straal geeft informatie over de locatie van het object op de coördinaat-as.
- Passief. Ze zijn gebaseerd op het gebruik van time-of-flight apparaten – afstandsmeters die de afstand en de tijd meten waarin de laserstraal het object bereikt. Ze werken totdat elk punt in de ruimte is gepasseerd. Als resultaat wordt het object nauwkeurig gerecreëerd in een driedimensionaal beeld.
Variëteiten van 3D-scanners
Er worden verschillende types van deze apparatuur geproduceerd. De machine is ontworpen voor diagnose en ontwikkeling van 3D-modellen, inclusief laboratoriumassemblages.
Triangulatie laser 3D-scanners
Het apparaat is gebaseerd op het principe van het gebruik van een laserstraal om een object te onderzoeken. De machine zendt een laser naar het te onderzoeken object en het camera-apparaat registreert de locatie van het punt. Het wordt triangulatie genoemd omdat het laserpunt, de emitter en de camera een driehoek vormen.
Time-of-Flight 3D-apparaten
De technologie maakt gebruik van een laser en een speciale afstandsmeter die de afstand tot het te onderzoeken object bepaalt. De transitietijd van de straal wordt meegerekend. De afstandsmeter speelt de rol van een lichtpuls (in beide richtingen). Binnen slechts 1 seconde kan zo’n apparaat 100.000 punten meten.
Intraorale 3D-scanners
Apparaten die, volgens de instructies, worden aanbevolen voor de tandheelkunde voor het modelleren van digitale afdrukken van implantaten. Ze werken volgens het intraorale principe – door licht op het gescande object te projecteren, ontvangen ze een lichtsignaal (gereflecteerd), en zenden dit naar een computer. Het resultaat is een driedimensionaal beeld.
3D-scanners in de geneeskunde
Volgens het werkingsprincipe worden in de tandheelkunde laser- en optische 3D-scanners gebruikt om tanden te onderzoeken.
Laser
Zo’n apparaat meet tijdens het gebruik de afstand tot het te onderzoeken object en bepaalt de werkelijke lengte van de stralen. De keuze van de richting van de laserstraal wordt geregeld door encoders. Op basis van de analyse van de reflectie van de stralen wordt een puntenwolk gecreëerd in de vorm van een driedimensionale afbeelding van het te onderzoeken object. Het kernprincipe van dergelijke apparaten is het digitaliseren van objecten die een complexe vorm hebben.
Optisch
De te onderzoeken plaatsen worden verlicht met gerichte lichtstralen, terwijl het resultaat vanuit verschillende camerahoeken wordt vastgelegd. Het gebied wordt verlicht door een lichtstrip of patroon. De vervorming van het licht geeft aan het apparaat informatie over de vorm en diepte van het te onderzoeken object. Het hele proces wordt geregistreerd en overgebracht naar het computerprogramma met informatie over de structuur van het object.
Er zijn 2 types van dergelijke 3D-scanners:
- Bureaumodellen (op tafel geplaatst);
- Handmatige (handmatige bediening van het apparaat).
Het belangrijkste voordeel van optische modellen is de hoge snelheid. Bovendien kan het instrument kleuren weergeven op een computerscherm.
Hoe scan je een object voor 3D-printen? Professionele apparaten moeten worden gekalibreerd. Voor sommige scanners is dit eenmaal voldoende wanneer ze uit de fabriek komen. Andere instrumenten moeten bij voorkeur vóór elke scan worden gekalibreerd. Als de machine wordt gekalibreerd, gaat deze langer mee en produceert deze hoogwaardige afbeeldingen.
Conclusie
Moderne 3D-scanners lossen veel problemen op; ze zijn gevraagd in diverse industrieën. Tegenwoordig worden apparaten gebruikt in auto’s. Juweliers gebruiken ze om sieraden te maken. Slimme modellen worden zelfs gebruikt voor leren en hobby’s. Zulke apparaten hebben een grote toekomst, aangezien de productie van apparaten uitbreidt.