Scan 3D CAO

Types de numérisation 3D CAO

La numérisation 3D CAO fait référence au processus d'utilisation d'un scanner 3D pour capturer la forme et l'apparence exactes d'un objet réel. Ceci est ensuite converti en un modèle numérique. Il existe différentes manières de numériser un objet en 3D, telles que la numérisation laser, la numérisation par lumière structurée et la photogrammétrie. Cela se fait souvent pour obtenir des mesures précises des objets existants afin de créer des modèles numériques qui peuvent être modifiés ou améliorés.

Les types de numérisation 3D CAO sont :

• CAO de maillage : la CAO de maillage est généralement créée lors de la numérisation. Cela se fait en prenant de nombreux points de la surface de l'objet (nuage de points) et en créant un réseau de formes connectées (maillage) à partir de ces points. Le réseau de formes connectées devient un double numérique de l'élément numérisé, montrant ses détails et ses textures, qui peuvent ensuite être fournis sous forme de fichiers .STL ou .OBJ. Les fichiers CAO de maillage peuvent être importés dans de nombreux logiciels CAO, tels que les outils de modélisation 3D, d'animation et de simulation.
• CAO solide : le type CAO solide est basé sur les données de numérisation 3D qui sont traitées pour créer un modèle solide avec des mesures précises. Les fichiers CAO solides peuvent être utilisés pour l'analyse d'ingénierie détaillée, garantissant que l'objet numérisé répond aux spécifications et aux tolérances nécessaires. Les logiciels de CAO solide permettent aux utilisateurs de manipuler et de modifier le modèle solide en fonction de leurs besoins.
• CAO de surface : la CAO de surface de numérisation 3D est utilisée lorsque des modèles de surface de haute qualité sont nécessaires, comme dans les visualisations ou lors de la création de répliques numériques. Les fichiers CAO de surface peuvent être utilisés pour créer des rendus réalistes, des simulations ou des expériences de réalité virtuelle qui nécessitent une représentation de surface détaillée de l'objet numérisé.

Fonctionnement et caractéristiques de la numérisation 3D CAO

La fonction principale des logiciels de numérisation 3D est de convertir des objets physiques en modèles 3D numériques. Il le fait en utilisant plusieurs outils et technologies pour créer des représentations d'objets qui sont précises et complètes. Voici quelques façons dont ce logiciel accomplit son objectif, ainsi que diverses caractéristiques qui lui permettent de le faire.

• Acquisition de données : il s'agit de la première étape du processus de numérisation 3D. Ici, des faisceaux laser, de la lumière visible ou des outils similaires sont utilisés pour prendre des mesures précises de la surface de l'objet numérisé. Cette méthode produit un grand nombre de points de données qui sont connus sous le nom de nuage de points.
• Traitement du nuage de points : après avoir obtenu les données du nuage de points, le logiciel de numérisation 3D dispose d'outils pour nettoyer, aligner ou fusionner plusieurs nuages de points. Ces outils améliorent la qualité de l'ensemble de données obtenu et facilitent l'obtention d'un modèle précis à partir de celui-ci.
• Génération de maillage : les programmes de numérisation 3D doivent créer un modèle de maillage à partir des données du nuage de points traitées. Ce modèle est constitué de nombreux sommets, faces et polygones qui représentent avec précision la géométrie de l'objet. La numérisation vers la CAO tente de fournir un jumeau numérique de l'objet réel à ce stade.
• Intégration CAO : les logiciels de numérisation 3D doivent avoir la possibilité d'exporter les données numérisées et converties dans divers programmes et formats CAO (conception assistée par ordinateur). Cela permet de poursuivre les tâches de conception, d'analyse et de fabrication.
• Technologie de numérisation vers la CAO : la technologie qui convertit les numérisations en modèles CAO a une précision et doit être exacte pour garantir que les modèles CAO résultants correspondent aux objets d'origine. Ceci est très important dans des industries comme l'aérospatiale et les soins de santé, où la précision est essentielle.
• Gestion de divers matériaux : les outils de numérisation 3D doivent être capables de numériser et de convertir des modèles fabriqués à partir de différents matériaux (par exemple, tissus, métaux et plastiques). Chaque matériau a ses propres qualités.
• Interface utilisateur intuitive : les programmes de numérisation doivent avoir une interface conviviale afin que les opérateurs puissent utiliser facilement le logiciel, de la numérisation initiale à l'obtention des données CAO finales. Une bonne convivialité signifie que le flux de travail est rapide et que les erreurs sont réduites.

Applications de la numérisation 3D CAO

Les logiciels CAO qui fonctionnent avec des données 3D numérisées ont diverses applications dans de nombreuses industries différentes. Les ingénieurs et les concepteurs de produits l'utilisent pour développer de nouveaux modèles basés sur des structures existantes, en intégrant les fonctionnalités réussies de ces structures dans leurs conceptions. L'architecture utilise également cette technologie ; les bâtiments historiques peuvent être numérisés en trois dimensions afin de créer des enregistrements numériques précis à partir desquels des travaux de restauration et de rénovation peuvent être effectués.

Quant aux machines travaillant sur les lignes de production industrielles, elles doivent être correctement entretenues en permanence. Les numérisations 3D permettent des évaluations rapides lors de l'évaluation de l'état de ces machines, et des vérifications fréquentes permettront de détecter les signes avant-coureurs de futures pannes. La consultation d'une numérisation 3D pourrait accélérer le processus de vérification après la prise des mesures initiales et la fourniture d'une spécification. Toute modification apportée au processus de production peut être identifiée en examinant la numérisation 3D par rapport au produit réel.

La numérisation 3D CAO joue également un rôle important dans la rétro-ingénierie. Il est souvent utilisé pour créer des enregistrements numériques de composants qui ne sont plus fabriqués mais qui sont encore nécessaires pour les réparations ou la modernisation. Les données de numérisation 3D sont importées dans un logiciel CAO, où les programmeurs peuvent utiliser divers outils pour générer une nouvelle conception à partir de la géométrie numérisée. Ce modèle nouvellement créé sert souvent de base pour apporter des modifications ou faire des copies de la pièce d'origine à l'aide de techniques de fabrication modernes.

L'assurance et le contrôle de la qualité bénéficient également de la technologie de numérisation 3D. Les inspections peuvent être simplifiées grâce à l'utilisation de données numérisées, ce qui permet d'évaluer à quel point les produits finis respectent leurs spécifications et leurs plans prescrits. Pendant le processus de production, des mesures critiques doivent être prises à intervalles réguliers, et c'est là que les numérisations 3D interviennent, aidant les utilisateurs à évaluer leur exactitude et à mettre en évidence les zones où des tests supplémentaires peuvent être nécessaires.

Comment choisir une numérisation 3D CAO

• Précision et résolution :

  Lors du choix d'une numérisation 3D CAO, la précision et la résolution sont des facteurs essentiels à prendre en compte. La précision fait référence à la précision avec laquelle un scanner laser peut mesurer les distances, tandis que la résolution fait référence au plus petit détail qui peut être capturé lors d'une numérisation. Ces deux facteurs sont essentiels car ils déterminent la qualité des données numérisées. Les scanners de haute précision peuvent mesurer avec très peu d'erreur, produisant des mesures précises qui sont essentielles pour des applications telles que l'ingénierie, la fabrication ou le contrôle qualité. Dans le même temps, les scanners à haute résolution peuvent capturer des détails fins et créer un nuage de points ou un modèle de maillage détaillé de l'objet numérisé.

  La précision et la résolution sont importantes pour différentes raisons en fonction de l'application. Par exemple, si l'on a besoin de rétro-ingénierie d'une pièce très détaillée pour une chaîne de montage, il est essentiel d'avoir un scanner capable de capturer toutes les fonctionnalités complexes - cela nécessite une numérisation haute résolution. D'autre part, lors de l'inspection dimensionnelle d'un composant plus grand par rapport à des tolérances spécifiées, la précision des mesures de distance devient plus importante pour garantir la conformité. Par conséquent, lors du choix d'un scanner laser, il est essentiel de tenir compte de ce qui est numérisé et des exigences du projet afin de déterminer le niveau de précision et de résolution nécessaire pour l'application en question.

• Vitesse de numérisation :

  La vitesse de numérisation d'un scanner laser 3D est un facteur important à prendre en compte lors du choix du scanner adapté à une application particulière. La vitesse de numérisation fait référence à la vitesse à laquelle le scanner laser peut capturer des points de données ou effectuer des numérisations, généralement mesurée en points par seconde (pps) ou en numérisations par minute (tr/min). Une vitesse de numérisation plus élevée signifie que le scanner laser peut collecter plus de mesures dans une période de temps donnée, ce qui se traduit par une numérisation plus rapide des objets et des environnements. Ceci est particulièrement avantageux lors de la numérisation de grandes zones, d'objets dynamiques ou dans des situations où le temps est critique, comme lors d'une intervention d'urgence ou d'une vérification de la construction. D'un autre côté, si l'on a besoin d'une numérisation haute résolution avec des données détaillées, il peut être nécessaire de donner la priorité à la vitesse de numérisation. Les scanners plus lents ont souvent la possibilité de fournir des mesures plus précises et une meilleure précision à des vitesses réduites. Par conséquent, il est essentiel de tenir compte des exigences spécifiques de la tâche de numérisation en cours. Il est nécessaire de trouver un équilibre entre la vitesse de numérisation et le niveau souhaité de précision et de détail. De cette façon, le scanner laser 3D sélectionné sera le mieux adapté à la capture de données de nuage de points qui répondent aux besoins du projet.

• Portabilité :

  Lorsqu'il s'agit de choisir une numérisation 3D CAO, la portabilité est un facteur crucial à prendre en compte. Elle fait référence à la facilité de transport et d'utilisation du scanner dans divers endroits. Un scanner laser portable est léger, compact et peut être facilement déplacé d'un endroit à un autre. Cela permet de numériser des objets dans leur environnement de travail réel ou dans des zones difficiles d'accès où les scanners statiques ne peuvent pas être positionnés. De nombreux scanners portables ont également des options d'alimentation par batterie, de sorte qu'ils peuvent fonctionner sans avoir besoin d'une source d'alimentation externe. Cela ajoute à leur polyvalence et à leur commodité pour les projets de numérisation sur le terrain.

  D'un autre côté, si l'on a besoin de numériser de grands objets comme des navires, des bâtiments ou de grandes zones de terrain, un scanner stationnaire de haute précision pourrait être plus approprié. Ces scanners sont transportés sur le site, mais restent fixes pendant le processus de numérisation. Ils fournissent généralement des données très précises sur de longues portées. Par conséquent, lors du choix d'un scanner laser, il est essentiel de tenir compte des exigences de portabilité du projet ou de l'application en question. Il faut évaluer si la portabilité est un facteur prioritaire ou si les scanners à installation fixe serviront adéquatement à l'objectif. Cela garantit que le scanner sélectionné est le mieux adapté à la capture de données de nuage de points à l'emplacement souhaité.

• Portée :

  La portée d'un scanner laser est un facteur essentiel à prendre en compte lors du choix du scanner adapté à une application particulière. La portée fait référence aux distances à l'intérieur desquelles un scanner laser peut mesurer et capturer des points de données de manière efficace. Il comprend généralement la portée minimale (distance la plus proche que le scanner peut gérer) et la portée maximale (distance la plus éloignée pour des mesures précises). La portée de numérisation est importante car les scanners laser sont utilisés dans de nombreuses industries. Celles-ci comprennent la construction, la fabrication, la préservation du patrimoine et plus encore. Chacune d'entre elles peut impliquer des objets de tailles différentes et des conditions environnementales différentes. Par exemple, un scanner laser avec une courte portée minimale convient aux applications impliquant de petites pièces comme des cartes de circuits imprimés, tandis qu'un scanner avec une longue portée maximale peut convenir à la cartographie en extérieur ou à la numérisation de grandes structures. La compréhension des spécifications de portée de numérisation de différents scanners laser permet de choisir le modèle le plus approprié en fonction des exigences de l'application. Cela garantit des performances optimales dans la capture de données 3D précises pour l'environnement cible ou la taille de l'objet.

Q&A

Q1 : Quel est le prix d'une numérisation 3D CAO ?

A1 : Le prix de la numérisation 3D CAO peut varier considérablement en fonction du niveau de précision du scanner, de ses fonctionnalités et d'autres progiciels. Pour obtenir un meilleur budget, il est possible de demander des achats en gros et des devis de fournisseurs.

Q2 : Puis-je obtenir un modèle numérisé en 3D pour une pièce numérisée directement auprès du fournisseur ?

A2 : Certains fournisseurs peuvent proposer des modèles numérisés en 3D préexistants pour des pièces spécifiques en tant que service supplémentaire. Cela peut être particulièrement utile pour valider le processus de numérisation ou s'assurer que l'article numérisé correspond au modèle 3D.

Q3 : Quels facteurs déterminent le prix d'un scanner 3D ?

A3 : Plusieurs facteurs affectent le coût d'un outil, notamment sa précision, sa résolution, sa vitesse, sa portée et ses fonctionnalités supplémentaires telles que la convivialité, la durabilité et la compatibilité logicielle.