3D掃描在3D打印中有用的10個(gè)理由

魔猴君  知識堂   193天前

3D掃描是使用3D掃描儀遠(yuǎn)程捕獲物體或環(huán)境的形狀、組成和尺寸的過程。激光和相機(jī)收集的數(shù)據(jù)可用于為各種應(yīng)用創(chuàng)建高精度3D模型。在我們深入了解3D掃描的具體應(yīng)用之前，讓我們快速了解一下掃描過程的工作原理。

掃描可以使用不同的技術(shù)和設(shè)備來完成，我們將在下面更詳細(xì)地介紹。無論采用何種技術(shù)，都必須從不同位置、不同角度進(jìn)行掃描，才能獲得整個(gè)物體的完整數(shù)據(jù)模型。使用CAD軟件處理這些數(shù)據(jù)以創(chuàng)建2D繪圖或3D模型。模型可用于分析、設(shè)計(jì)、控制、歸檔或創(chuàng)建新對象：因此3D掃描的應(yīng)用多種多樣。那么讓我們詳細(xì)了解一下為什么您應(yīng)該考慮在項(xiàng)目中使用3D掃描，以及3D掃描與3D打印相結(jié)合有哪些好處。

照片來源：Formlabs

1：單個(gè)定制項(xiàng)目

3D掃描儀是一種成像設(shè)備，通過測量來捕獲真實(shí)物體的虛擬3D模型。該技術(shù)使用多種方法，例如激光掃描儀、結(jié)構(gòu)光或攝影測量。例如，激光掃描儀通常使用LiDAR（光檢測和測距）技術(shù)，該技術(shù)發(fā)射被掃描物體反射的光波。軟件分析收集到的數(shù)據(jù)并從點(diǎn)云生成3D模型。

當(dāng)使用結(jié)構(gòu)光掃描時(shí)，掃描儀將校準(zhǔn)的光圖案投射到要掃描的物體上。這種被物體扭曲的圖案可以精確地捕捉到其輪廓。在攝影測量中，從攝影圖像中捕獲、測量和解釋物體。3D掃描儀有多種技術(shù)和設(shè)計(jì)可供選擇，可根據(jù)特定需求和應(yīng)用量身定制。有便攜式掃描儀、臺式掃描儀、大型物體掃描儀，甚至還有智能手機(jī)應(yīng)用程序。這個(gè)市場讓業(yè)余愛好者和專業(yè)人士都可以利用3D掃描，無論是用于小型單個(gè)項(xiàng)目還是集成到更復(fù)雜的生產(chǎn)流程（例如增材制造）中。

照片來源：Sculpteo

2：準(zhǔn)確性

3D掃描提供精確、詳細(xì)的數(shù)據(jù)，比簡單的草圖來表示物體要好得多。該數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性通常取決于掃描儀的校準(zhǔn)和所使用的技術(shù)。通過從不同位置掃描物體，可以收集有關(guān)其形狀、特征和細(xì)節(jié)的信息。這會生成點(diǎn)云，可用于創(chuàng)建用于分析、（重新）設(shè)計(jì)和可視化的精確模型。雖然數(shù)據(jù)收集非常準(zhǔn)確，但用戶和CAD工程師驗(yàn)證數(shù)據(jù)模型至關(guān)重要。如果要使用獲得的數(shù)據(jù)生產(chǎn)新物體并且將3D模型用于后續(xù)3D打印，則此檢查尤其重要。例如，它有助于避免打印時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

3：節(jié)省時(shí)間

上述元素有利于高效的掃描過程和快速的數(shù)據(jù)采集。與使用坐標(biāo)測量機(jī)和手動工具的傳統(tǒng)測量方法不同，一次強(qiáng)大的激光掃描可以在幾秒鐘內(nèi)捕獲數(shù)百萬個(gè)3D數(shù)據(jù)點(diǎn)。由于可以在第一次掃描中收集所有數(shù)據(jù)，這有助于快速創(chuàng)建3D模型，從而加快項(xiàng)目速度。

照片來源：3DSpace

4：降低成本

眾所周知：時(shí)間就是金錢，這將我們直接引向下一點(diǎn)：儲蓄。3D掃描測量本身需要的迭代次數(shù)更少，從而減少了所需的時(shí)間和勞動力。這就是為什么3D掃描是其他測量技術(shù)的一種經(jīng)濟(jì)高效的替代方案。當(dāng)集成到昂貴的生產(chǎn)工藝（例如工業(yè)增材制造）中時(shí)，這一優(yōu)勢尤其重要。

憑借掃描儀的精度，可以在設(shè)計(jì)或施工階段的早期最大限度地減少錯(cuò)誤、沖突和返工，從而節(jié)省時(shí)間和成本。當(dāng)然，高質(zhì)量的專業(yè)掃描儀的初始成本很高，但隨著其使用的增長，這種投資是完全合理的。正如我們提到的，有多種掃描儀型號可以滿足不同的應(yīng)用和預(yù)算，包括更實(shí)惠的選擇。掃描應(yīng)用程序（有時(shí)是免費(fèi)的）通常被建筑師、室內(nèi)設(shè)計(jì)師和設(shè)計(jì)師使用。一般來說，使用3D掃描儀非常直觀，不需要昂貴的培訓(xùn)來熟悉該技術(shù)。

5：安全

3D掃描可以在不直接接觸物體的情況下獲取數(shù)據(jù)，從而具有多種優(yōu)勢。首先，它有助于保護(hù)出于存檔、修復(fù)或復(fù)制目的而掃描的有價(jià)值的對象。此外，它還有助于工人的安全，因?yàn)樗试S使用三腳架來掃描遠(yuǎn)程、難以進(jìn)入或存在潛在危險(xiǎn)的環(huán)境。這在監(jiān)測化工廠或核工廠或地形不穩(wěn)定的區(qū)域時(shí)特別有用。

照片來源：Multiviste/Hexagon

6：質(zhì)量控制

3D掃描可在許多情況下用于檢查組件的質(zhì)量。即使在制造和原型設(shè)計(jì)過程中，手持式3D掃描儀也可以幫助識別設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)問題的原因。同樣，事實(shí)證明，3D掃描在記錄已使用組件的當(dāng)前狀態(tài)方面特別有效，從而可以與初始模型進(jìn)行精確比較。這種方法可確保徹底的質(zhì)量檢查并促進(jìn)必要的調(diào)整以保持高標(biāo)準(zhǔn)。此外，它還可以通過掃描簡單地記錄車間中零件的修改情況。

7：數(shù)字模式

3D掃描并不局限于單一應(yīng)用領(lǐng)域。這項(xiàng)技術(shù)具有多種多樣的應(yīng)用：首先，它允許對數(shù)字模型進(jìn)行記錄和存檔，從而確保保存當(dāng)前數(shù)據(jù)以供將來的工作或作為存檔。后者對于希望記錄和保護(hù)歷史物品或昂貴藝術(shù)品的博物館和藝術(shù)機(jī)構(gòu)特別有利。此外，這些數(shù)據(jù)還用于對象復(fù)制，滿足大中型企業(yè)不斷增長的需求。按需查看的數(shù)字雙胞胎的采用日益廣泛，特別是與3D打印相結(jié)合，促進(jìn)按需生產(chǎn)，不僅滿足當(dāng)?shù)厣a(chǎn)要求，而且滿足可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。最后，掃描數(shù)據(jù)對于逆向工程過程至關(guān)重要。

照片來源：Creaform3D

8：個(gè)性化

在醫(yī)療和消費(fèi)品領(lǐng)域，3D掃描技術(shù)正在為產(chǎn)品個(gè)性化開辟新的前景。人體掃描儀可以精確記錄人體的個(gè)體尺寸，從而促進(jìn)矯形器、假肢、鞋子和矯形鞋墊等醫(yī)療產(chǎn)品的定制制造。一個(gè)特別重要的領(lǐng)域是牙科，該領(lǐng)域的進(jìn)步旨在根據(jù)特定患者的需求定制種植體和其他解決方案，許多牙科診所已經(jīng)采用3D打印來生產(chǎn)這些定制解決方案。然而，這種方法需要由專門的掃描儀捕獲非常精確的數(shù)據(jù)。這催生了牙科掃描儀的獨(dú)立市場，包括口腔內(nèi)掃描儀和實(shí)驗(yàn)室掃描儀。因此，3D掃描和打印的集成使牙醫(yī)能夠快速設(shè)計(jì)個(gè)性化的醫(yī)療解決方案。

在消費(fèi)品行業(yè)中，個(gè)性化對于吸引新客戶并在競爭激烈的市場中脫穎而出變得越來越重要。這一趨勢得到了3D打印等技術(shù)進(jìn)步的支持，3D打印與3D掃描相結(jié)合，可以高效地制造定制產(chǎn)品。這些例子很好地說明了如何應(yīng)用3D掃描技術(shù)。

照片來源：數(shù)字牙科實(shí)驗(yàn)室

9：產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)階段的優(yōu)化

3D掃描儀通常用于創(chuàng)建對象的數(shù)字模型以供存檔或復(fù)制。然而，它們也可以作為新設(shè)計(jì)的起點(diǎn)。在設(shè)計(jì)階段，掃描數(shù)據(jù)可以幫助創(chuàng)建新概念并縮短原型設(shè)計(jì)周期。這種方法有助于最大限度地減少原型迭代，通過減少浪費(fèi)來幫助使設(shè)計(jì)和生產(chǎn)階段更加可持續(xù)。數(shù)字模型促進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)新，防止代價(jià)高昂的錯(cuò)誤，并加快上市時(shí)間。與3D打印相結(jié)合，這些步驟可以進(jìn)一步優(yōu)化，因?yàn)?D打印以可持續(xù)、快速生產(chǎn)原型而聞名。

10：與不同技術(shù)的兼容性

最后，3D掃描因其與各種技術(shù)的兼容性而脫穎而出。捕獲數(shù)據(jù)后，可以輕松將其集成到CAD或BIM等平臺中，作為新項(xiàng)目的起點(diǎn)。新的AR/VR技術(shù)通?；趭蕵沸袠I(yè)使用的掃描數(shù)據(jù)。這些虛擬或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用程序在游戲和旅游業(yè)領(lǐng)域很受歡迎。掃描數(shù)據(jù)還可以集成到工業(yè)生產(chǎn)工作流程中。例如，在增材制造領(lǐng)域，3D掃描在減少時(shí)間、成本和提高精度方面具有許多優(yōu)勢，開辟了廣闊的應(yīng)用可能性。3D掃描可以但不應(yīng)該被視為一種孤立的技術(shù)。

圖片來源：3Dprintjunction