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Inmersiόn profunda en el mundo de los escάneres 3D y las tecnologίas de mediciόn 3D

Explore las mediciones 3D y distintos sistemas de metrología 3D

La metrología, incluyendo las tecnologías de medición 3D y los escáneres 3D, está conquistando los sectores de fabricación, los ensayos no destructivos (END), el control de calidad y los sectires educativos. Por ejemplo, de acuerdo con Allied Market Research, el mercado global de escáneado 3D se valoró en USD 8427 millones en 2017, y se proyecta que llegue a USD 53.345 millones para 2025.

Y por una buena razón. Los escáneres 3D, que capturan las formas, geometrías, texturas y colores de los objetos del mundo real, llevan esos datos al terreno digital. Como líder de todo tipo de tecnologías de medición 3D, incluyendo escáneres 3D, así como soluciones de fotogrametría y sondeo, Creaform ha reunido fuentes estupendas para ayudarlo a iniciarse en la comprensión de la metrología y de cómo nuestras soluciones de medición 3D pueden impulsar su desarrollo de productos, inspecciones NDT, procesos de control de calidad y programas de enseñanza.

¿Cuál es la historia de las mediciones 3D?

Las mediciones 3D son en realidad una de las tecnologías más recientes usadas en la metrología, que es la ciencia de la medición y de la estandarización de las mediciones. Las primeras mediciones se remontan a los antiguos egipcios, quienes las empleaban para facilitar el comercio, construir infraestructuras y registrar la actividad humana. Sin embargo, la metrología moderna tiene sus raíces en la revolución francesa.

Cómo funciona la medición 3D

La medición 3D es un proceso en el que varios tipos de equipos obtienen datos de objetos físicos, incluyendo su tamaño, formas y colores, para construir y analizar modelos 3D digitales con con nubes de puntos de alta densidad o mallas triangulares. Luego se usa software informático para limpiar los datos escaneados, rellenar agujeros, corregir errores y mejorar la calidad general de los datos. Estos datos se exportan como un archivo STL o se convierten en NURBS para el modelado CAD 3D. Los modelos 3D luego se pueden usar para la ingeniería inversa o el control de calidad, archivar para referencias digitales futuras, volver a crear físicamente usando una impresora 3D, incluir en la documentación técnica y mucho más.

Tipos de tecnologías de medición 3D

Existen dos tipos principales de procesos de medición 3D: de contacto y sin contacto. Las soluciones de medición 3D de contacto sondean objetos mediante el contacto físico, como las sondas de contacto, los brazos articulados y ciertas máquinas de medición de coordenadas (MMC). Las tecnologías de medición 3D sin contacto, como su nombre lo sugiere, ofrecen un medio para obtener datos 3D sin tocar los objetos. Incluyen escáneres láser 3D, escáneres de luz estructurada, soluciones de fotogrametría y escáneres ópticos CMM.

Las soluciones de medición 3D se pueden descomponer aun más según el tipo de adquisición.

Escáneres 3D láser

Estos escáneres proyectan un haz de láser sobre el objeto que se está escaneando para que una cámara pueda registrar dónde se intersecan el haz y el objeto. La posición del escáner en el espacio se determina en función de la tecnología usada, como, por ejemplo, brazos articulados o rastreadores láser. Los escáneres basados en láser también pueden basarse en objetivos de posicionamiento (pequeños adhesivos suministrados con el sistema que se pueden colocar directamente en la pieza) para posicionar el escáner en el espacio en relación con la pieza que se está escaneando.

Ventajas: Los escáneres 3D láser de alta gama generan datos de calidad y proporcionan una velocidad, resolución y precisión excelentes. Los escáneres 3D láser portátiles les permiten a los usuarios escanear todo tipo de objetos sin importar dónde estén ubicados (en un laboratorio, en el taller de trabajo o en el campo).

Los escáneres 3D portátiles HandySCAN 3D y MetraSCAN 3D de Creaform son dos ejemplos de escáneres 3D láser. Explore sus últimas capacidades y características.

HandySCAN BLACK 3D scanner projects 11 blue laser crosses to capture intricate details such as helicopter rotor components. Metrology technician operating a handheld 3d laser scanner on an aerospace interior for quality control purposes

Escáneres 3D de luz estructurada

A diferencia de los escáneres láser que proyectan una o varias líneas láser sobre un objeto, los escáneres de luz estructurada (o luz blanca) proyectan patrones de luz y sombra mientras adquieren imágenes con una cámara. El escáner detecta variaciones en el patrón y se basa en la geometría y la textura (color) del objeto para posicionar los datos. Se deben adquirir varias imágenes a partir de varias posiciones hasta que la malla esté completa.

Ventajas: Los escáneres 3D de luz estructurada son rápidos y prácticamente no requieren tiempo de montaje. Además, los escáneres 3D de mano de luz estructurada son muy convenientes, ya que son portátiles y se pueden usar para escanear objetos en cualquier lugar y en cualquier posición.

¿Está interesado en saber más acerca de los escáneres 3D de luz estructurada? No dude en explorar el escáner 3D de luz blanca estructurada de Creaform.

A white light structured light handheld 3D measurement system scanning a leather car seat in a metrology lab

Fotogrametría

La tecnología de fotogrametría emplea objetivos codificados y toma múltiples imágenes de un objeto en distintas posiciones. Luego, el sistema fotogramétrico triangula los puntos de las imágenes para determinar su ubicación en un espacio tridimensional.

Ventajas: Al igual que los escáneres anteriores, los escáneres 3D que usan la fotogrametría son excepcionalmente precisos y generan datos repetibles de objetos de mayor tamaño con mucha rapidez. Obtener más información Soluciones de fotogrametría.

Portable photogrammetry camera system taking measurements on the cockpit and fuselage of a commercial airplane for quality control purposes

Soluciones de medición 3D portátiles de contacto

Las soluciones 3D portátiles de contacto, a menudo llamadas máquinas ópticas portátiles de medición de coordenadas (PCMM), sondean físicamente las superficies de un objeto que está sostenido firmemente en su lugar para ser medido. Puesto que estos dispositivos entran en contacto con los objetos, también pueden medir efectivamente cualquier superficie rígida.

Ventajas: Las nuevas generaciones de dispositivos de sondeo 3D de contacto son mucho menos sensibles a las inestabilidades que sus predecesoras, las MCC anticuadas.

Quality technician performing jig and fixture adjustments on the shop floor using a handheld optical probing sytem

Otros tipos de escáneres 3D

Existen otros tipos de escáneres 3D, tales como los escáneres de tiempo de vuelo que poseen tecnología de pulso láser. Estos escáneres miden cuánto tiempo tarda un haz de láser o infrarrojo en reflejarse en los escáneres. Estas soluciones de escaneado requieren muchos escaneados para completar una malla única y se usan principalmente para objetos muy grandes, tales como edificios y otras infraestructuras.

White light scanner capturing an Audi R8 car cargo room for developing aftermarket components

Los escáneres 3D de luz blanca tales como el nuevo Go!SCAN SPARK son ideales para capturar cualquier tipo de objeto de mediano a gran tamaño como piezas de automóviles, esculturas o muebles, el cuerpo humano o cualquier pieza con patrones de color o geometrías variados.

Portable 3D scanner and laptop showing the scan of an automotive die casting part shown in a 3D software

El HandySCAN 3D y el nuevo HandySCAN BLACK ofrecen resultados repetitivos y consistentes en una variedad de superficies y en todas las condiciones o entornos de trabajo, lo que le permite reducir los tiempos de entrega y aumentar la rentabilidad.

Metrology technician operating a blue light handheld 3d laser scanner on a large industrial mold in a factory environment

El nuevo MetraSCAN BLACK del año 2020 es un versátil y potente escáner 3D portátil para el control y garantía de calidad. Con su increíble velocidad, precisión en el taller de trabajo e impresionantes capacidades en piezas grandes, este escáner 3D óptico CMM representa el escáner 3D de grado metrológico más completo del mercado y ofrece una alternativa práctica a las CMM portátiles tradicionales.

¿Para qué se usan específicamente las soluciones de escaneado 3D?

Las soluciones de escaneado 3D se pueden usar en una variedad de sectores distintos y para muchas aplicaciones. ¿Sabía que los escáneres 3D se pueden usar en los siguientes sectores?:

  • Industria aeroespacial
  • Automoción y transporte
  • Productos de consumo
  • Fabricación
  • Industrias pesadas
  • Sanidad
  • Petróleo y gas
  • Generación de energía
  • Educación
  • Otros sectores de escaneo 3D

¡Prácticamente no hay límites para lo que pueden hacer los escáneres 3D! Estas son solo algunas de las muchas aplicaciones en las que se aplica el escaneado 3D: aceleración del desarrollo de productos, mejora de los procesos de fabricación, mejora de las inspecciones y el control de calidad, mejora de la calidad de los productos, ingeniería inversa, enseñanza de la metrología a futuros estudiantes de ingeniería, preservación de artefactos, ¡y mucho más!

¿Le gustaría explorar las diversas facetas del escaneado 3D en aplicaciones de la vida real? ¡Lea nuestro blog acerca de nuestros recientes estudios de caso sobre el escaneado 3D!

Cómo elegir el escáner 3D adecuado

Existen muchos artículos y seminarios web sobre cómo elegir el escáner 3D adecuado para sus aplicaciones específicas.

Sobre todo, es importante distinguir entre escáneres 3D de bajo costo que no son de grado de metrología ni profesionales. Los escáneres 3D de bajo costo simplemente no pueden ofrecer la precisión, resolución y repetibilidad requeridas por ingenieros expertos, gerentes de control de calidad, especialistas en NDT, profesores y otros expertos que buscan escáneres 3D de alta gama para realizar sus trabajos.

Los escáneres 3D de bajo costo que no son de grado de metrología o profesionales pueden tener un impacto negativo en cualquier proyecto de escaneado 3D importante o de gran escala. Los proyectos más pequeños que dependen de resultados precisos no se pueden relegar a imitaciones baratas de escáneres 3D.

Escáneres 3D e impresión 3D

En ocasiones hay confusión entre el escaneado 3D y la impresión 3D. Sin embargo, el escaneado 3D y la impresión 3D realmente constituyen una combinación muy potente para el prototipado rápido y la ingeniería inversa en todos los sectores. Descubra más acerca de las distintas aplicaciones en las que el escaneado 3D y la impresión 3D pueden ser útiles.

Por ejemplo, los fabricantes pueden acelerar sus procesos de desarrollo de productos e ingeniería inversa escaneando una pieza, haciendo cambios en el archivo 3D y luego usando una impresora 3D para crear un modelo físico de la nueva pieza diseñada.

El escaneado 3D y la impresión 3D son mucho más fáciles de llevar a cabo que la creación de prototipos desde cero. ¿Cuál es el motivo? En lugar de esforzarse en adaptar los prototipos físicos en función de cada cambio de diseño, los usuarios pueden escanear una pieza, hacer modificaciones, limpiar la malla usando software dedicado de escaneado 3D y luego enviar el nuevo modelo a la impresora. ¡Los flujos de trabajo de fabricación aditiva nunca han sido tan fáciles!

3D model of an automotive truck pump cover

Esta es una vista previa de una pieza fundida de alta complejidad escaneada con un HandySCAN 3D. Vea más modelos 3D de alta calidad en nuestra biblioteca Sketchfab.

Artículo escrito por Creaform

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