Les ingénieurs souhaitant obtenir des modèles numériques de leurs pièces disposent d'un large éventail d'options, allant d'applications gratuites pour téléphone intelligent à des instruments de laboratoire coûtant plus d'un million de dollars. Dans cet article, nous comparerons les scanners utilisant des lasers ou la lumière visible pour capturer la surface d'un objet à ceux utilisant les rayons X pour capturer un modèle complet des caractéristiques internes et externes d'un objet.

Comme le montre la comparaison ci-dessous, les scanners 3D et les scanners de tomodensitométrie industrielle sont tous deux capables de produire des modèles maillés précis de la surface d'un objet, mais ils diffèrent dans leur capacité à capturer des caractéristiques qui ne sont pas visibles en surface, comme les zones masquées par des géométries en surplomb.

Le logiciel Voyager de Lumafield permet de visualiser, d'analyser et de partager des numérisations 3D provenant de l'un ou l'autre type de scanner. Il est équipé d'un copilote IA capable de répondre à des questions d'ingénierie complexes et de vous guider dans vos analyses. Vous pouvez commencer à utiliser Voyager gratuitement.

Scanners de surface

Les scanners de surface 3D sont offerts à divers niveaux de prix et utilisent plusieurs technologies différentes :

• Les applications gratuites ou « freemium » pour téléphone intelligent comme Polycam, Scaniverse, Kiri Engine et MagiScan. Elles utilisent une combinaison de photogrammétrie (comparaison d'images sous différents angles pour déterminer la géométrie 3D) et de LiDAR (sur les téléphones équipés de capacités de détection et télémétrie par ondes lumineuses).
• Les scanners laser, qui déplacent un faisceau laser sur un objet et mesurent le temps nécessaire pour que la réflexion du faisceau revienne. Les scanners laser de sociétés comme Zeiss, Leica, Hexagon et Nikon coûtent généralement entre 15 000 $ et 150 000 $ et peuvent être configurés pour une utilisation industrielle détaillée ou pour des applications à longue portée dans la construction et l'exploitation minière.
• Les scanners à lumière structurée projettent un motif lumineux connu sur un objet et analysent la déformation de ce motif pour calculer la forme de l'objet. Les scanners à lumière structurée de qualité professionnelle coûtent entre 2 000 $ et 100 000 $. Ils peuvent être configurés comme des scanners portatifs pouvant se déplacer autour d'un objet (comme ceux d'Artec ou de Shining 3D), ou comme des scanners fixes qui capturent un objet pendant qu'il tourne sur un plateau tournant (comme ceux de Keyence).

Les scanners de surface peuvent capturer des numérisations 3D précises et de haute qualité. De nombreux scanners de surface peuvent même produire des modèles en couleur. Cependant, ils présentent deux inconvénients majeurs.

Les scanners de surface sont limités à la capture de caractéristiques clairement visibles à l'extérieur de la pièce. Ils ont du mal à capturer avec précision la forme des trous, des alésages et d'autres caractéristiques de surface négatives. Ils sont également limités par les surplombs ; si vous n'avez pas une vue dégagée et directe d'une caractéristique, un scanner de surface ne pourra pas la capturer.

Les scanners de surface nécessitent également une préparation minutieuse de votre pièce, une technique de numérisation éprouvée et un post-traitement très complexe. Les surfaces réfléchissantes sont difficiles à lire pour les scanners de surface ; elles doivent donc être préparées avec un spray mat avant la numérisation. Lors de l'utilisation d'un scanner portatif, l'opérateur doit se déplacer lentement et rester dans une plage de distance étroite par rapport au sujet. De plus, de nombreuses pièces nécessitent plusieurs numérisations de surface qui doivent être réassemblées par logiciel par la suite.

Scanners de tomodensitométrie industrielle

Les scanners de tomodensitométrie (CT) industrielle par rayons X, comme le Neptune de Lumafield, fonctionnent en capturant des images radiographiques d'une pièce sous différents angles, puis en les reconstruisant en un modèle 3D. Le résultat est un modèle volumétrique plutôt qu'un simple modèle de surface, qui capture à la fois la forme et les informations sur la densité du matériau. À partir d'un modèle volumétrique, il est facile de générer un modèle de surface qui capture les contours d'une pièce.

Parce qu'ils utilisent des rayons X plutôt que la lumière visible, les scanners de tomodensitométrie industrielle peuvent capturer à la fois les caractéristiques internes et externes en une seule numérisation. Ils sont capables de « voir » à travers les surplombs et de représenter des géométries qui ne sont pas clairement visibles à l'extérieur de l'objet, comme les alésages profonds et les fentes. De plus, en ajoutant une matrice de caméras à notre scanner Neptune, la technologie Surface Capture de Lumafield complète les capacités de la tomodensitométrie industrielle en intégrant des données de lumière visible haute résolution dans les modèles 3D générés par rayons X.

Cette approche double permet non seulement de capturer les caractéristiques internes et externes avec une précision inégalée, mais aussi de surmonter les limites des scanners de surface traditionnels, telles que les difficultés liées aux surfaces réfléchissantes et aux géométries cachées. En combinant ces technologies, Surface Capture fournit une représentation numérique complète et précise, ce qui le rend idéal pour des applications dans des secteurs allant de l'automobile aux produits de luxe, où les détails de surface et les structures internes sont essentiels.

Jusqu'à récemment, les scanners de tomodensitométrie industrielle étaient des appareils exotiques et coûteux nécessitant des techniciens spécialisés. Le scanner de tomodensitométrie industrielle Neptune de Lumafield rend cette technologie révolutionnaire accessible à toute équipe d'ingénierie. Ce scanner économique est conçu pour un environnement de bureau ou d'atelier, avec une interface à écran tactile facile à utiliser et un puissant logiciel d'analyse basé sur le cloud. Il est même équipé d'un copilote IA appelé Atlas capable de répondre à des questions d'ingénierie complexes et de vous guider dans vos analyses.

Les scanners CT sont des outils « prêts à l'emploi » qui ne nécessitent aucune préparation spéciale : placez simplement votre pièce dans le scanner et lancez une numérisation automatique (Auto Scan) ; une fois la numérisation terminée, vous disposerez d'un modèle reconstruit prêt à l'emploi.

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Comparaison entre les scanners 3D traditionnels et les scanners de tomodensitométrie industrielle