Современные отрасли промышленности сильно зависят от точных измерений, которые иногда могут быть достигнуты только с помощью высокоточного технологического оборудования. Когда важны мелкие детали, человеческие возможности часто не могут предоставить необходимые данные для получения безупречных результатов.

Как один из ведущих разработчиков качественных метрологических решений, китайская компания Shining 3D представила ручной 3D-сканер с высокоэффективным двухсветовым источником. Компактная и легкая модель FreeScan Combo сочетает в себе технологии синего лазера и инфракрасного VCSEL, что позволяет покрыть различные сценарии применения с несколькими многоцелевыми режимами работы.

Это Top 3D Shop, и сегодня мы рассмотрим спецификации, основные функции и потенциальные случаи использования нового 3D-сканера FreeScan Combo от Shining 3D.

О компании Shining 3D

Shining 3D разрабатывает и производит высокоточное оборудование для 3D-оцифровки и 3D-печати с 2004 года. Компания известна тем, что предоставляет широкий ассортимент качественных и доступных устройств и программного обеспечения для цифровой стоматологии, метрологии, дизайна и других промышленных и творческих сфер.

Основные продуктовые линии Shining 3D включают ручные 3D-сканеры, настольные 3D-сканеры и системы контроля геометрии. Эти передовые и сложные решения, основанные на инновационных технологиях, направлены на повышение функциональности и доступности на всех этапах производства, от 3D-оцифровки и CAD-дизайна до производства и инспектирования геометрии. Другой фокус Shining 3D — строгое соблюдение международных стандартов качества и безопасности наряду с поддержанием впечатляющей производительности продуктов.

Компания находится в Ханчжоу, Китай, и имеет филиалы в Гонконге, Штутгарте (Германия), Сан-Леандро и Тампе (США). С более чем 900 сотрудниками Shining 3D может эффективно поддерживать пользователей по всему миру.

Обзор

FreeScan Combo — это профессиональный ручной 3D-сканер от Shining 3D, разработанный для простой эксплуатации, а также быстрого и точного захвата данных. Благодаря высокотехнологичной системе с двумя источниками света, эргономичному дизайну и доступной цене, устройство является идеальным инструментом для получения высокодетализированных результатов быстро, эффективно и выгодно.

Вот список функций, которые делают 3D-сканер FreeScan Combo идеальным для различных промышленных применений:

Гибридный источник света, эффективно сочетающий технологии синего лазера и инфракрасного VCSEL
Метрологическая точность до 0,02 мм с разрешением 0,05 мм обеспечивает надежные и стабильные результаты сканирования с высоким уровнем детализации и точности, подходящие для самых требовательных областей
Быстрая скорость сбора данных 1 860 000 точек/с в режиме лазера и до 2 250 000 точек/с при использовании ИК-источника света
Четыре режима сканирования, каждый из которых предназначен для определенной цели: 26 синих лазерных линий для плавного сканирования больших объектов; 7 параллельных синих лазерных линий для меньших участков с с более высокой детализацией; 1 синяя лазерная линия с оптимизированным углом объектива для сканирования глубоких отверстий; ИК-источник света
Инфракрасное сканирование с двумя режимами — Портрет и Объект, при этом первый обеспечивает лучшее захватывание волос, а второй — несколько методов выравнивания
Режим “на улице” обеспечивает лучшую производительность при ярком свете
Все доступные режимы работы позволяют пользователю выбирать разрешение, между высокими, средними и низкими уровнями
Удобное расположение кнопок: все кнопки управления расположены на верхней задней стороне сканера для легкого доступа
Информативные индикаторы питания и расстояния сканирования позволяют регулировать положение устройства прямо во время сканирования
Собственное программное обеспечение FreeScan представляет собой универсальное решение для всего процесса — от калибровки до продвинутого редактирования сетки и функций измерения
Компактный дизайн с размерами сканера 193 x 63 x 53 мм и весом всего 620 г позволяет легко использовать модель FreeScan Combo для различных времязатратных проектов
Может эффективно использоваться для контроля геометрии, обратного проектирования, аддитивного производства и других применений в автомобильной, аэрокосмической, машиностроительной, медицинской и других отраслях
Продуманная упаковка: сканер поставляется с полным комплектом необходимых частей для начала использования устройства вскоре после его получения

Распаковка

Давайте кратко рассмотрим комплект поставки FreeScan Combo.

3D-сканер поставляется в надежном пластиковом кейсе для безопасного и удобного хранения и транспортировки устройства вместе со всеми необходимыми для работы комплектующими.

Внутри кейса находится сам сканер, который поставляется полностью собранным, с прикрепленным удобным ремешком для запястья.

Рядом с устройством можно найти кабели питания и адаптера. Последний обеспечивает быструю передачу данных для действительно плавного процесса сканирования.

Под кабелями в комплекте находится адаптер питания с выходами 12В и 5А. Рекомендуется использовать адаптер из комплекта, чтобы избежать перенапряжения при использовании сканера.

Кроме уже упомянутых устройств, в комплекте имеется USB-накопитель с установщиком ПО и руководством пользователя.

Также в кейсе находится донгл, необходимый для работы программного обеспечения FreeScan.

В нижней части кейса находится калибровочная плата, используемая для настройки FreeScan Combo, чтобы обеспечить высокое качество сканирования.

В верхней части кейса содержатся два набора маркеров, 6 мм и 3 мм. Они будут необходимы для высококачественного сканирования с использованием синего лазерного источника света.

Наконец, в комплекте имеется руководство по быстрому запуску FreeScan Combo, чтобы помочь пользователю сделать успешные первые шаги в 3D-сканировании с помощью устройства.

Таким образом, это полный комплект для Shining 3D FreeScan Combo.

Калибровка

Первое, что нужно сделать после распаковки 3D-сканера FreeScan Combo — откалибровать устройство, чтобы оно могло обеспечивать качественные результаты. Для этого понадобится калибровочная плата, поставляемая с устройством.

Весь процесс довольно прост и займет всего несколько минут благодаря хорошей обратной связи от камеры сканера.

Начните с подключения FreeScan Combo к вашему компьютеру с помощью кабелей. Рекомендуется использовать прикрепленный ремешок для запястья, чтобы предотвратить падение устройства.
Как только FreeScan Combo подключен, установите программное обеспечение с USB-накопителя.
Затем вставьте донгл для запуска программного обеспечения.
Запустите FreeScan с рабочего стола и при необходимости выполните регистрацию.
После входа вы увидите главное меню. В верхнем ряду находится опция калибровки, также указывается дата последней процедуры, что может помочь пользователю поддерживать устройство в надлежащем состоянии.
Процесс калибровки для FreeScan Combo полностью объясняется и иллюстрируется в программе. Справа находятся инструкции для каждого шага, а слева — графическое представление процедуры со всеми необходимыми отметками. Важно держать калибровочную плату свободной от кабелей сканера и других препятствий.
Завершите все этапы, чтобы получить правильно откалиброванный 3D-сканер, готовый к высокоточной работе.

Процесс сканирования

Давайте рассмотрим основные моменты процесса сканирования с FreeScan Combo. Процедура осуществляется с помощью собственного программного обеспечения FreeScan, включающего ряд автоматических функций для упрощения и улучшения качества сбора данных.

Лазерное сканирование

Чтобы начать работу в режиме лазерного сканирования, необходимо создать новую проектную группу или выбрать существующую. Каждый проект должен занимать отдельную папку для правильного сохранения данных. Чтобы создать рабочую резервную копию, следует скопировать всю папку.

Меню настройки сканирования содержит все необходимые параметры, известные опытным пользователям, такие как выбор режима источника света, природа сканируемого объекта (с отражающей или нормальной поверхностью), проверка чувствительности камеры и несколько дополнительных переключателей, таких как режим на улице, локальное увеличение и блокировка вида.

Для активации трех режимов сканирования можно использовать управляющие кнопки сканера. То же самое касается регулировки масштаба и яркости.

Для начала процесса сканирования можно также использовать соответствующую управляющую кнопку на устройстве или кнопку запуска в программном обеспечении. Предварительные настройки не требуются. Благодаря высокой скорости сбора данных сканирование с FreeScan Combo действительно быстрое и эффективное.

После генерации облаков точек можно получить высококачественную 3D-модель. Например, ниже приведен объект, отсканированный с разрешением 0,2 в режиме пересекающихся лазерных линий.

Программное обеспечение FreeScan предоставляет ряд полезных инструментов и функций для редактирования полученного облака точек. Важно, что программа имеет интуитивно понятный интерфейс с интегрированными инструкциями для помощи новичкам.

Чтобы получить полное представление об объекте, особенно когда речь идет о сложных технических деталях, часто приходится сканировать его с разных перспектив. Для каждой из них необходимо создать новые проект (скан) в в проектной группе. Позже их можно объединить, чтобы создать полноценную 3D-модель.

Функция Advanced Cutting Plane, а также другие продуманные функции значительно упростят этап обработки облака точек.

Что касается выравнивания, оно представлено тремя общими методами — ручным, по характеристикам и по маркерам. Все три варианта хорошо оптимизированы и не требуют больших усилий для достижения идеального результата.

В отношении оптимизации сетки программа предлагает несколько вариантов фильтрации, удаления мелких плавающих частей, заполнения отверстий и т. д. Если не уверены, всегда можно выбрать рекомендованные параметры.

Конечная модель в этом случае выглядит абсолютно великолепно, особенно когда речь идет о малых зазорах малых размерах детали или о высокой детализции?. Как видно, комбинация режимов сканирования FreeScan Combo оказывается очень эффективной.

ИК-режим

Инфракрасный VCSEL — редкая технология, применяемая в 3D-сканерах. В модели Combo от Shining 3D она представляет собой идеальное дополнение к широкому спектру профессиональных применений сканера благодаря своим явным преимуществам.

Для ИК-сканирования с FreeScan Combo доступны два режима работы — Портрет и Объект. Первый позволяет комфортно сканировать людей и животных, в то время как второй режим позволяет быстро сканировать объекты с богатой геометрией без использования маркеров. Выбирая режим Объекта, можно выбрать размер сканируемого объекта, режим выравнивания (по характеристикам, гибридный или глобальные маркеры) и желаемое разрешение перед началом сканирования.

При выборе глобальных маркеров в качестве режима выравнивания необходимо также импортировать их файл. Он может быть предварительно отсканирован в режиме синего лазера или загружен из веб-источника.

После начала сканирования вы увидите предварительный просмотр процесса. Здесь можно изменить основные настройки сканирования, такие как яркость и рабочее расстояние, чтобы получить лучшие результаты.

Учитывая высокую чувствительность устройства, а также общий принцип ИК-сканирования, различные объекты могут потребовать нескольких попыток для выбора правильного режима выравнивания, особенно когда речь идет о более высоком разрешении.

В отличие от режима лазерного сканирования, здесь можно создать замкнутую или открытую (замкнутую не до конца) (пометка для автора: тут имеется в виду, что ПО автоматически зашьет отверстия модели глобально или оставит как есть) модель путем создания сетки.

Однако лучше всего демонстрируют возможности ИК-режима не не инженерные изделия. Он станет идеальным инструментом для медицинских задач, подразумевающих сканирование частей тела.

Для режима Портрета доступно только выравнивание по характеристикам, поскольку в этом случае сканер работает с органическими формами. Опция разрешения здесь не так важна.

Чувствительность FreeScan Combo в этом режиме позволяет пользователю двигаться более свободно и обеспечивает рабочую основу для сканирования с меньшим количеством информации, что особенно полезно при работе с людьми, животными или слегка движущимися объектами.

HD-сканирование

FreeScan Combo предлагает три варианта разрешения для каждого режима работы — низкий, средний и высокий уровень детализации. Последний позволяет сканировать объекты со сложной геометрией на расстоянии 0,05 мм между точками, чтобы получить исключительно детализированные 3D-модели. Обратите внимание, что для ИК-режима верхний предел составляет 0,2 мм.

В случае синего лазерного сканирования по умолчанию пользователь получает доступ к максимальному разрешению 0,1 мм.

Результаты все равно будут впечатляюще точными (образец ниже — кусок дерева, захваченный в режиме сканирования 7 параллельными линиями), но в чем будет разница при 0,05 мм?

Чтобы проверить это, нужно включить расширенный режим в настройках программного обеспечения.

В расширенном режиме можно делать сканирования с максимальным разрешением, на которое способен FreeScan Combo. Это определенно увеличит нагрузку на ПК пользователя, поскольку потребуется больше ресурсов для обработки удвоенного количества точек.

Однако отличительной чертой этой настройки является более высокий уровень шума в обработанных сканах по сравнению с 0,1 мм.

Создание сетки в этом случае не улучшит качество сканирования заметно, поэтому лучше сначала оптимизировать данные с помощью специальной функции. Она оптимизирует и создаст облако точек, чтобы обеспечить более высокое качество итоговых моделей без потери данных сканирования.

Таким образом, вы аккуратно избавитесь от шума и добьетесь более точных результатов с наивысшим уровнем детализации.

Также доступен вариант частичного HD-сканирования, который не требует включения расширенного режима. Он пригодится, например, для технических деталей с важными маркировками или сложными структурными деталями.

Когда первоначальное сканирование объекта завершено, выберите соответствующую опцию в меню настройки сканирования. Затем выберите желаемое разрешение (слева) и область, которая должна быть повторно отсканирована для получения дополнительных данных.

После создания сетки вы увидите, что интересующая область захвачена с выбранным уровнем разрешения.

Применение

Как упоминалось выше, 3D-сканер FreeScan Combo от Shining 3D может использоваться для достижения метрологической точности в обратном проектировании, аддитивном производстве, контроле геометрии и множестве производственных сфер, включая автомобильную, аэрокосмическую, железнодорожный транспорт, литье и литейное производство, тяжелую промышленность, медицину, изготовление форм и многое другое.

Ниже вы можете найти примеры моделей сканирования, созданных с помощью устройства:

https://sketchfab.com/3d-models/01-data-freescan-combo-b284b6a7f8d444e9bc480bd73ce137a4

https://sketchfab.com/3d-models/02-data-freescan-combo-4cf1e492c4cf4966babec2c868d8f6d0

Для краткой демонстрации процесса сканирования с FreeScan Combo посмотрите официальное видео от Shining 3D о захвате 3D-данных Mercedes-Benz:

Заключение

3D-сканер Shining 3D FreeScan Combo — это мощная гибридная модель, которая прекрасно дополняет обширную линейку продуктов компании. Благодаря разнообразным режимам сканирования, богатой функциональности и компактному дизайну, устройство идеально подходит для сканирования самых разных объектов независимо от их размера, формы и поверхности. Интегрированная технология VCSEL открывает новые возможности для сканирования тела и быстрой бесконтактной оцифровки объектов со сложной геометрией, а многострочный режим сканирования позволяет надежно оцифровывать черные и отражающие поверхности.

Одним из главных преимуществ использования FreeScan Combo является его удобство, характерное для всего оборудования Shining 3D. Благодаря этой функции устройство подойдет как для новичков, так и для опытных профессионалов, стремящихся к дальнейшему упрощению, удобству и улучшению качества 3D-сканирования.

Shining 3D FreeScan Combo 3D-сканер: подробный обзор