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2020年超完整的3D掃描應用攻略!

2020年最新版3D掃描應用攻略!

 

伴隨3D掃描機器不斷推陳出新,在挑選適合的3D逆向掃描機之前,可思考以下問題來加速您購入決策。3D掃描應用-通業技研

  1. 為什麼需要3D掃描、3D量測

  2. 哪一項3D逆向掃描機的優勢是您需要

  3. 3D量測、3D掃描應用有哪些

  4. 自購3D掃描機器好還是外包請專家處理三維掃描好

通業技研深耕3D市場近30年,累積豐富的3D掃描應用經驗與能量,以精度最佳、速度最快的3D掃描機器完成3D量測,縮短產品開發時程及提高品質監控效率。協助台灣廠商於產品開發週期導入合適的3D工具協作,縮短開發時效以及確保品質等。

通業整理2020年版3D掃描應用攻略,讓您購入3D逆向掃描機前能先了解自己需要什麼針對3D量測的需求能快速掌握概念及訣竅,進而挑選最適合的3D逆向掃描機,縮短企業的產品研發週期,以更快速度將產品推向市場,同時讓產品的品質管控UP! UP! UP!


為什麼需要3D逆向掃描機?

無論是產品開發或者掌管公司的品管部門,常需要一些輔助工具來協助測量產品的外觀尺寸(如厚度、孔徑等),傳統手工量具、檢測:例如游標卡尺、高度規、分釐表或者2.5D光學投影機,多半能應付產品的長度、深度、孔徑(距)、角度、2D外型輪廓等簡易尺寸。

但使用傳統手工量測檢測卻會遇到以下狀況:

  • 卡尺等接觸式量具易有人為量測誤差
  • 量測手法、角度過大等誤差產生
  • 無法檢測整體變形趨勢/幾何公差等
  • 大型複雜工件無法有效量測
  • 無法量測3D造型有曲面的相關產品

傳統手工量測檢測

而三次元量測檢測雖然也是市面上常見的3D量測解決方案,不過面臨的技術問題為下:

  • 三次元量測結果無法及時分析應用、報告輸出
  • 多孔徑、多尺寸、工件形狀複雜,量測多個尺寸困難又耗時
  • 設備技術門檻高、治具架設、定位水平、原點架設之重複性問題

三次元量測檢測

因此,身為產品設計師或者品管人員,開始思索運用3D逆向掃描機以及3D掃描來減輕工作壓力、縮減時間和人力成本,讓產品開發更為順暢、更有效率,亦可直接將物件3D量測以數位化保存數據,爾後若需要複製或修改設計即可使用。未來若要加以量產,也只要將檔案以3D列印的方式製作翻模即可。

延伸閱讀: 快速瀏覽通業技研所代理的3D掃描量測吧!

3D逆向掃描機的優勢

取代傳統測量方式,採用3D逆向掃描機的優勢:

  1. 不破壞掃描工件提供精準、真實的三維掃描
  2. 掃描資料與標準件進行對比,能輕鬆瞭解工件的加工尺寸及誤差分佈情況
  3. 掃描死角少、複雜曲面、幾何公差等用傳統方法難以獲取檢測的資料,也能透過3D逆向掃描機的技術輕而易舉地獲取

而通業技研身為3D領航家,旗下代理的3D掃瞄機器品牌會根據市場趨勢以及設備優勢定期調整,以便協作不同產業,如醫療、航太、汽車、消費性(電子)產品、鍛鑄造、手工具、教育、考古藝術…等3D掃描應用。

3D掃描機器-通業技研代理


3D掃描應用方向

既然選擇3D逆向掃描機取代傳統量具, 那你預計用在哪些方向?

3D掃描應用|3D逆向工程

逆向設計是什麼?將已經存在的產品,利用數位化軟硬體工具,反向擷取其設計參數的過程,稱作為逆向設計。逆向設計 = 逆向工程(掃描+點雲編輯+網格處理+曲面建立) +參數設計(擷取掃描資料之隱含設計參數並建立特徵與模型樹狀記錄資料)。

進行3D逆向工程的原因有很多,包含以下:

  1. 原廠設計已經遺失、損毀、無法還原,或者資料檔案無法開啟、格式無法修改時。會透過3D逆向掃描機還原3D檔案,以便快速取得數位資料。供設計改良使零件使用更久或者原廠所提供的檔案或元件與設計不符合需重新製作。
  2. 分析競爭對手產品的優缺點,通常都會偏好使用 3D 掃描機器的技術來提取尺寸資訊並將這些資訊表示為點雲或自動即時網格,進一步改進自身產品品質 。
  3. 縮短產品重製設計時間, 運用3D逆向掃描機快速擷取設計概念,取代傳統人眼靠手工重新繪製的時間。

3D掃描應用|汽車產業的3D逆向工程:

  3D掃描應用-汽車產業的3D逆向工程(改裝車)

▲ 改裝車:世界知名汽車工廠West Coast Customs憑藉Artec  3D掃描機器掃描汽車、零部件等其他元件,為名人和企業客戶設計生產獨一無二的改裝車型。

3D掃描應用-汽車產業的3D逆向工程(座椅)

▲ 汽車座椅:適合以手持3D逆向掃描機不破壞工件為前提,提供精準、真實的3D量測數據進行逆向工程。

3D掃描應用-汽車產業的3D逆向工程(車身)

▲ 汽車車身:針對黑色高級車的車身進行三維掃描適合以Creaform 3D雷射掃描機器協作,因為一般來說黑色會吸光較不易採集三維數據,以往會噴上一層消光漆做為前處理,但雷射卻可以解決這個問題,加上Creaform品牌以計量級等級高精準度的3D掃描機器機聞名。

3D掃描應用-汽車產業的3D逆向工程(底盤)

▲ 汽車底盤:逆向製作汽車部件是一項充滿挑戰的工作,尤其是一些現代高性能車,設計精準度要求非常嚴格,新部件必須完美貼合汽車的現有結構和技術要求。

更多更完整的3D掃描應用延伸閱讀:  Koenigsegg_快速完成超跑逆向工程


3D掃描應用|醫療產業的3D逆向工程:

3D掃描應用-醫療產業的3D逆向工程

 

▲ 使用Artec手持3D掃描機器為迅速及準確患者殘肢,隨後輕鬆簡單快速整合3D量測數據並取得逼真的3D殘肢模型,結合最新科技,製作可用思維控制的仿生手臂與手部。

3D掃描應用-醫療產業的3D逆向工程(整形)

▲ 整形醫師使用Artec手持3D掃描機器 對客戶臉部進行三維掃描並3D列印面具,以展示術後臉部樣貌,對於醫師來說”3D掃描應用人體或頭部要求省時省力”,透過精準擷取3D彩色數位資料,為患者展示確切的期望以說明手術可及的範圍,達到有效溝通。

3D掃描應用-醫療產業的3D逆向工程(海洋生物)

▲ 斯旺西大学使用使用Artec Eva手持3D掃描機器捕獲包括鯊魚、海豚、海龜在內的海洋生物,獲得準確的3D量測,以製作並列印定制標簽,實現最先進的海洋生物追蹤技術。

3D掃描應用|航空產業的3D逆向工程:

3D掃描應用-航空產業的3D逆向工程

▲ 波音班機內部逆向建模應用採用Creaform雷射聞名的3D逆向掃描機將飛機內部數位化(包含Creaform旗下的HandySCAN 3D 掃描機器、帶有C-Track 感測器的MetraSCAN 3D光學CMM 3D 掃描機器以及用於攝影測量的MaxSHOT  3D 掃描機器)。

3D掃描應用|藝術設計產業的3D逆向工程:  

3D掃描應用-藝術設計產業的3D逆向工程

Artec EVA 3D逆向掃描機是一款最適合擷取人像的3D掃瞄器,可對不成比例的部分掃描進行自動對齊,包含美國前總統歐巴馬以及脫口秀傳奇人物Larry King,可於五分鐘內為名人進行細節飽滿的全身掃描。

3D掃描應用-人文科技的3D逆向工程

▲ 透過Artec Eva 3D掃描機器與人文科技的融合與應用,除精準擷取數位資料進行修復保存、浮雕3D模型,甚至應用至3D數位典藏上。(上圖分別為大英博物館以及蘇格蘭安東尼牆案例) 

延伸閱讀:通業技研Artec手持式3D掃描器 | 透過數位典藏技術 傳承歷史紀錄

3D掃描應用-電影動漫的3D逆向工程

Artec 手持3D逆向掃描機協作多部知名電影,為虛幻形象製作逼真的數位替身,打造最終栩栩如生的成品,甚至使觀眾以為螢幕上的形象正是演員本人。


3D掃描應用|品質檢測及品質掌控

運用3D掃描機器擷取產品本身的3D數位資料,再與原本的3D CAD檔案進行比對,即可進行3D掃描應用之一:3D檢測。透過提供3D檢測設備、掌握生產製造過程、改善製程能力以及提高品質管理,使 QC 品質控制和 QA 品質保證工程師和經理能夠測量尺寸,驗證所製造的零部件的品質,並找出檢測過程中所發現問題的根本原因。進行QA品質管制掌控的五大目的:

  1. 降低生產成本

  2. 提高產品品質

  3. 縮短交貨時間

  4. 增加銷售數量

  5. 提供公司形象 

3D掃描應用|航空產業的3D檢測 

3D掃描應用-航空產業的3D檢測

▲ 為維護在役飛機而執行 NDT 檢測的維護、修理和檢修(MRO) 公司、飛機製造商和航空公司需要在不損失精度的前提下盡可能快地完成評估。因此採用Creaform雷射3D掃描機器進行冰雹損壞檢測、襟翼和擾流板維護、飛機事故分析(分析任何表面或紋理上的各種損壞形式的解決方案)。

3D掃描應用-自動3D檢測

▲ 將Creaform雷射3D掃描機器旗下 MetraSCAN 系列搭配機械手臂,針對飛機起落架進行工業品質控制執行3D自動檢測,對於航太零件來說尤其重要的就是精準度。

3D掃描應用|重工業產業(鑄造產業)的3D檢測:

近年非常多的模具廠及鑄造廠紛紛導入3D掃描機器進行鍛鑄造工件檢測(包含粗胚全域色彩檢測應用、成品收縮、變形與公差控制;模具檢測(模具加工後檢測、模具裝配分析、模具磨損分析以及模具修復與備份)等。

3D掃描應用-重工業產業(鑄造產業)的3D檢測

▲ 選用Creaform雷射3D掃描機器運用至石油和天然氣產業對於管道完整性量測的無損檢測(NDT)。

3D掃描應用-鑄造產業的3D檢測

▲ 鑄造產業受限大型鑄件不易移動,為了要迅速精準完成工作,輕鬆實現CAD 比對、重新改裝以及3D逆向工程,適合選用手持3D掃描機器加強品質控制、增強三維量測功能。

延伸閱讀:適於鑄造件的Creaform 3D掃描應用。


3D掃描應用|其他應用

3D 掃描(三維掃描)除了逆向與檢測,近年也盛行其他應用包括文物保護、藝術和建築以及多媒體。借助非接觸式 3D 掃描技術,高效地掃描稀有物品和文物,並以數位化形式創建高品質和逼真度的 3D 模型來研究、還原或複製這些文物,將它們記錄並分類到目錄、資源庫和資料庫中,並在研究人員社群中分享這些資料,或者利用多媒體的 3D 電腦圖形和視覺效果推動新技術的發展,對真實世界進行高度逼真的模擬。如:線上博物館使用3D掃描技術,為子孫後代保護珍貴的歷史遺跡等。

3D掃描應用-其他應用3D數位典藏文物保存

▲ 2017年歐洲規模最大的俄羅斯莫斯科達爾文博物館自然科學藏品,使用Artec Eva 3D逆向掃描機,展示互動型教育。


自購3D掃描機器還是外包請專家處理三維掃描好?

最後,既然傳統的量測工具無法滿足,也確認了自己對於3D掃描應用,那麼究竟還有哪些需要留意?以便您決策委外廠商處理三維量測或者自行購入3D逆向掃描機?

  1. 專業力:若公司內部沒有3D人員,建議委外廠商處理即可,無需自行導入設備,畢竟逆向3D掃描機都會結合前端的數位資料處理能力。

  2. 保密性:若公司有新產品開發保密性問題且擔憂將3D檔案委外廠商處理恐造成資料外洩,多半有開發能力的公司,都會採取內部自行處理,降低設計外洩風險。

  3. 產品屬性:預計掃描的產品也將影響您購入掃描器的主因,比如產品透明或過度反光卻無法噴漆?產品過大不易搬遷或者不方便運送第三方處理三維數據?

  4. 彩色紋理或精準度需求:對於模具產業或者消費性電子產業,多半要求掃描精確度高,而對於考古應用或者醫療應用則需要3D掃描機器的色彩擷取能力。因此選購設備前務必搞清楚自己最重視哪一個條件!

大型鑄件不易移動,因此多半使用方便性高的手持3D掃描

▲ 大型鑄件不易移動,因此多半使用方便性高的手持3D 量測。

Creaform 雷射3D掃描器適合光亮面物件

▲ 光亮面物件得選用3D雷射掃描技術方能擷取3D數位資料

關於通業

通業技研持續提供不同的3D逆向掃描機協作不同產業客戶解決工作上的難題,累積各領域豐富的3D掃描應用,想要了解最新的3D掃描應用案例,就快到聯絡我們填寫表單,將會有專人帶領你深入了解3D數位時代,未來我們將持續提供最佳化、優質化的3D量測與3D逆向掃描機,協作您展現高效的工作效率!

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