由于3D扫描仪已经变得更加便宜，3D扫描已经改变了定制3D打印的世界。曾经，3D扫描只用于军事设备和航天器部件的生产。台式和手持3D打印机只要几百美元，3D扫描已经在家庭娱乐和爱好项目中找到了一席之地。您可以带您的3D打印项目到下一个层次的预算3D扫描仪。毕竟，定制3D打印是一个新的热门现象。甚至在iPhone 12 Pro和iPhone 13 Pro等智能手机上也可以进行最小的3D扫描。本文将讨论3D扫描，它是关于什么的，以及如何开始使用3D扫描。
什么是3D扫描仪?
3D扫描通过捕捉物体的形状和几何图形，将物理物体转换为数字3D模型。它是一种非破坏性、非接触的技术，在激光扫描或其他扫描方法的帮助下，从物体表面创建数据点云。它帮助获取真实物体的精确形状和大小，作为数字3D表示。3D扫描还有助于捕捉复杂几何形状和不规则轮廓的细节，这些是用传统方法无法测量、建模或估计的。
用于背部工程的3D扫描仪
3D扫描并不是什么新事物。它已用于军事，航空和航天工业的反向或反向工程。逆向工程是在没有文档、图纸或3D模型的情况下重新创建产品或部件的过程。3D扫描仪已被用于为需要逆向工程或再工程的零件创建数字CAD模型。3D扫描在再生、优化和修改零件方面非常有用。逆向工程包括三个步骤。首先是在3D扫描仪的帮助下获得物体的3D表示。其次，利用专门的软件将捕获的3D数据转换为实体的3D模型。最后，对模型进行处理以消除工件，并对其进行细化以使其可用于生产。之后，它被转换成合适的格式，可以进行3D打印。
随着3D打印越来越受欢迎，3D扫描已经被重新发明，使其更负担得起定制3D打印。有了价值几百美元的3D扫描仪，3D扫描已经普及到普通用户，他们可以利用这项技术来调整和增强他们常规的3D打印项目。对于中级到高级3D打印用户来说，3D扫描仪是必备的设备。
3D扫描仪是如何工作的?
首先，3D扫描仪在激光扫描的帮助下收集数据。被三维扫描的物体被放置在床上，作为数字化仪的空间参考。通过使用专门的软件，扫描仪的探头在物体周围移动，捕捉物体表面的细节。探测器将激光束投射到物体表面，由两个相机传感器捕捉到。当探测器在物体周围移动时，相机传感器会跟踪反射激光束沿三维方向的距离和形状的变化。
3D扫描的结果是数百万个点的集合，称为点云．点云是物体形状的原始3D表示。3D扫描仪通常每秒捕捉高达750,000个点，高精度约为+/- 0.0005%。
点云存储为计算机文件。然后，在专门软件的帮助下，文件被合并和处理，以创建一个数字CAD模型。有时，创建的CAD模型可能会与用户设计的3D模型进行比较，以交付颜色地图偏差报告。该报告是PDF格式，详细说明了扫描的CAD模型和预期的CAD模型之间的差异。
最后，对扫描的模型进行处理和细化，以生成每个应用程序的表面模型或实体3D模型。扫描模型的后扫描处理通常是特定用例的主题。基于他们的技术，有许多不同类型的3D扫描仪。不管扫描技术如何，3D扫描仪的工作原理都是一样的。
三维扫描的应用
3D扫描仪不再局限于宇宙飞船或军事生产。3D扫描现在是一项广泛应用于多个垂直领域的技术，包括家庭娱乐和爱好项目。以下是3D扫描仪的一些显著应用。
爱好者3 d打印手持和桌面3D扫描仪在重建家庭用品，维修，微型模型，玩具和其他爱好项目是有用的。
牙科:我们采用3D扫描技术进行定制冠设计和定制种植体，以满足牙科患者的特定要求。
医疗3D扫描被用于多种医学应用，包括骨科、整形外科和义肢。这种扫描技术也被用于设计移动辅助设备和轮椅配件。它现在也被用来为医疗实践制作逼真的假人。
珠宝3D扫描常用于复制、复制和修复古董珠宝。它也被用于数字化存储中断的珠宝设计或修改和改进当前的设计。
体系结构3D扫描广泛应用于建筑物的扫描维修、测量和建模。
考古学: 3D扫描被用于数字保存文物、文物、骨骼残骸，甚至考古遗址。
取证:在法医学中，3D扫描用于复制犯罪现场和证据，如鞋印、犯罪武器、弹孔、血迹等。
逆向工程3D扫描已广泛应用于汽车、航空航天和军事技术等领域的逆向工程和再工程。
三维扫描技术
3D扫描仪通常根据扫描技术或方法进行分类。3D扫描仪的种类越来越多。
激光三角测量这是应用最广泛的3D扫描技术。在这些扫描仪中，激光束从探头投射到物体表面，并由捕捉激光线的激光传感器反射。扫描仪根据激光传感器的反射角，利用各种三角函数精确地捕捉物体表面和纹理的细节。然而，如果对象是透明的或有光泽的表面，激光三角测量方法是无用的。
结构光扫描:这是最有效的3D扫描方法，由手持3D扫描仪使用。在这种方法中，光线模式被投射到物体上，一对相机传感器捕捉反射光。摄像机传感器被放置在投影仪的两侧。这些相机传感器测量每一侧的光模式，并计算给定视场中每个点的差异。通过对不同物体扫描的几个参考点进行三角测量，传感器评估物体如何使光模式变形。通过重复的三角测量和比较，在专业软件的帮助下推导出物体的精确形状和尺寸。这种3D扫描方法是最有效和便携的。但是，扫描会受到光照条件的影响。因此，它经常用于特定的3D扫描应用，如医疗、牙科和考古学。
激光雷达三维扫描这种类型的3D扫描被iPhone等智能手机所使用。在这种方法中，光束投射到物体上，然后根据光反射的时间计算出物体的形状和尺寸。激光雷达扫描仪的功能与用于测绘地形、建筑和建筑结构的飞行时间扫描仪相同。
激光脉冲扫描:这也称为飞行时间扫描。在这种类型的3D扫描中，激光脉冲射向物体，并由传感器收集。根据脉冲发射和收集的时间间隔，计算出物体表面的几何细节。
摄影测量扫描:在这种类型的3D扫描中，一个物体的3D模型是在该物体的二维照片的集合的帮助下构建的。该方法使用计算机视觉和几何算法来创建表面或物体的3D表示。
Contact-based 3 d扫描在这种方法中，用机械或物理探针捕获物体表面的点。
3D扫描仪的种类
除了3D扫描技术，3D扫描仪有各种大小和型号。用于扫描珠宝的3D扫描仪不适用于扫描大型物体。类似地，桌面3D扫描仪不会用于建筑勘测。3D扫描仪通常根据其应用程序进行识别。3D扫描仪的主要类型如下。
- 桌面三维扫描仪
- 手持式三维扫描仪
- 珠宝3 d扫描仪
- 地面激光扫描仪
- 计量3 d扫描仪
- 同步定位和映射(SLAM)扫描仪
- 牙科台式3D扫描仪
- 三维人体扫描仪
如何购买3D扫描仪
在选择特定的3D扫描仪之前，必须考虑许多关键因素。首先，您需要根据您的用例筛选3D扫描仪。每种类型的3D扫描仪通常只适用于特定的应用。例如，对于定制3D打印，将需要一个桌面或手持3D扫描仪。与此相反，体系结构扫描需要SLAM或iMMS扫描仪。一个特定的用例可能会缩小3D扫描仪的可用选项，因为许多应用只能由工业3D扫描仪完成。
您可能还需要考虑要扫描的对象的大小。对于小物体，固定式3D扫描仪是最好的，因为它们提供更高的分辨率和准确性。手持式扫描仪适用于需要在户外条件下扫描的大型物体。手持扫描仪可能没有固定扫描仪提供的分辨率、速度和准确性。
在考虑现有模型的关键特性之前，接下来要考虑的是预算。专业3D扫描仪的价格从几百美元到几万美元不等。3D扫描设备的价格从400美元到20万美元不等。对于最常见的用途，我们可以将3D扫描仪分为三个价格部分-预算3D扫描仪(价格高达1000美元)，专业3D扫描仪(价格在1000美元到10,000美元之间)和工业3D扫描仪(价格超过10,000美元)。
购买3D扫描仪的以下重要因素是他们的速度。这取决于扫描仪是为专业、工业或个人使用而购买的。理想情况下，3D扫描仪应该是快速的，扫描速度应该达到每秒百万点，每秒至少20帧。对于个人或爱好使用，速度可能会受到影响。
另一个关键因素是分辨率和准确性。3D扫描仪的精度通常以毫米为单位。廉价3D扫描仪提供0.1~0.2毫米的精度。工业3D扫描仪能够提供高达0.009毫米的精度。精度越高;就可以构建更详细的3D模型。
最后，还应该考虑3D扫描仪的软件支持。3D扫描仪的软件功能可以从基本的3D扫描到高级的3D模型后处理。选择3D扫描仪的另一个关键因素是它的连接性。大多数桌面3D扫描仪使用USB接口连接到计算机。专业的桌面扫描仪也可以通过蓝牙和WiFi提供连接。这种手持3D扫描仪通常被设计成与充电宝和智能手机配套使用。
前3 d扫描仪
台式机和手持式3D扫描仪在所有价格区间都有。一些预算的3 d扫描仪2022年包括Revopoint流行Creality CR-Scan 01,相貌3 d扫描仪,3 d扫描仪V2,物质和形式结构传感器Pro, BQ Ciclop,闪亮的3 d EinScan SE, Artec伊娃,扫描维索尔,闪亮的3 d EinScan SP, iPhone 12/13 Pro, Scantech KSCAN,闪亮的3 d EinScan箴2 x +,蔡司T-Scan鹰,Creaform Goscan火花,Evatronix EviXscan 3 d方形住宅区+,蔡司傻子扫描1,Artec空间蜘蛛,Artec狮子座2022年,法罗自由泳2,Creaform学术界20日Polyga S1紧凑,Creaform Handyscan 307 Silver、Peel 3D 1、Peel 3D 2、Peel 3D 2S、Artec Eva和Evatronix evvixscan Optima+ m。2022年的一些专业3D扫描仪包括Shining 3D EinScan H、Shining 3D EinScan HX、Scantech iReal 2E、Scantech SIMSCAN、Creaform Handyscan Black Elite、GOM Scan 1和GOM ATOS Q。
了下:传感器提示
