Выбор метрологического 3D-сканера — ключевой момент для компаний, стремящихся обеспечить высокий уровень контроля качества своей продукции. В наше время, когда технологии развиваются с невероятной скоростью, важно выбрать оборудование, которое не только соответствует текущим, но и будущим потребностям производства.

Основные критерии выбора метрологических 3D-сканеров

Точность и скорость сканирования

Одним из первостепенных параметров, на который следует обратить внимание, является точность сканирования. В метрологических целях используются высокоточные 3D-сканеры, позволяющие с минимальным отклонением фиксировать размеры и геометрию объекта. Скорость сканирования также играет важную роль, особенно в условиях массового производства, где каждая минута на счету.

Портативность против настольных моделей

Портативные и ручные 3D-сканеры обеспечивают большую гибкость в работе, позволяя проводить измерения прямо на производстве, не перемещая объект в специализированную лабораторию. Однако настольные модели часто обладают более высокой точностью и лучше подходят для изделий малого и среднего размера.

Совместимость с программным обеспечением

Способность интеграции с современными программами для 3D-моделирования и проектирования – еще один критический аспект. Это обеспечивает гладкий процесс от сканирования до получения готовой цифровой модели, учитывая потребности в контроле качества, обработке облака точек и создании детальных отчетов.

Что такое контроль качества, контроль геометрии

Контроль качества и контроль геометрии — это два важных процесса, используемых в производстве и инженерии для обеспечения соответствия продукции установленным стандартам и требованиям.

1. Контроль качества — это широкий термин, охватывающий различные процедуры и методики, направленные на обеспечение того, чтобы продукция или услуга соответствовали определенным критериям качества. Это может включать в себя проверку качества материалов, рабочего процесса, конечного продукта и т. д. Методы контроля качества могут быть как неразрушающими, так и разрушающими. Цель контроля качества — минимизировать дефекты и убедиться, что продукция или услуга удовлетворяют потребности клиента.

2. Контроль геометрии — более специализированный аспект контроля качества, который фокусируется на измерении и проверке геометрических параметров изделия, например, размеров, формы, расположения и ориентации различных элементов. Этот вид контроля часто используется в машиностроении и сопряжен с использованием сложных измерительных инструментов и оборудования, таких как координатно-измерительные машины (КИМ), оптические системы контроля и лазерные сканеры. Контроль геометрии критичен для обеспечения того, чтобы детали и сборочные единицы могли быть собраны в единое целое с требуемой точностью и без проблем на стадии монтажа или эксплуатации. Использование этих процессов позволяет значительно увеличить надежность и долговечность продукции, минимизировать затраты на ремонт и обслуживание, а также снизить количество брака и возвратов. Кроме того, точный контроль геометрии способствует улучшению общих производственных процессов, обеспечивая соответствие продукции международным стандартам качества и требованиям заказчиков.

Необходимость контроля качества на производстве

Контроль качества на производстве играет важную роль в обеспечении успешной работы предприятия и удовлетворенности потребителей конечной продукцией. Это ключевой элемент, который помогает поддерживать и повышать конкурентоспособность компании на рынке.

Ниже приведены ключевые причины, почему контроль качества на производстве является необходимым.

1. Обеспечение соответствия стандартам и нормам. Контроль качества помогает гарантировать, что продукция соответствует установленным стандартам качества, нормам безопасности и экологическим требованиям. Это важно не только для удовлетворения потребностей конечных потребителей, но и для соблюдения законодательства.

2. Снижение затрат. Хотя внедрение системы контроля качества требует начальных инвестиций, в долгосрочной перспективе оно помогает снизить затраты за счет уменьшения количества бракованной продукции, минимизации отходов и повторного производства.

4. Повышение продуктивности. Процессы контроля качества часто связаны с оптимизацией рабочих операций, что способствует повышению общей продуктивности на производстве. Это достигается за счет выявления и устранения узких мест, улучшения методов работы и минимизации потерь времени на исправление дефектов. В результате повышается эффективность производственных процессов и улучшается качество конечной продукции.

5. Укрепление бренда и репутации. Высокий уровень контроля качества, включая контроль геометрии изделий, способствует укреплению бренда и репутации компании на рынке. Потребители ценят надежную и долговечную продукцию, что повышает лояльность клиентов и увеличивает конкурентоспособность компании. Кроме того, соблюдение строгих стандартов качества помогает избежать рекламаций и негативных отзывов, что положительно сказывается на имидже компании.

Способы контроля геометрии изделий

Обмер стационарными КИМ — координатно-измерительными машинами

Обмер стационарными координатно-измерительными машинами (КИМ) — это процесс измерения геометрических параметров, формы, ориентации и положения объектов с использованием специализированного оборудования, способного автоматически запрограммировать и выполнить измерения с высокой точностью. 

Стационарные КИМ представляют собой измерительные системы, установленные в определённом месте производственного помещения, лаборатории или исследовательского центра, где требуется выполнение точных измерений. Эти машины оборудованы различными видами датчиков (преимущественно это зонды, способные касаться измеряемой поверхности и регистрировать её параметры), которые передвигаются в трёх или более осях для выполнения комплексных измерений.

Обмер оптическим или лазерным 3D сканером

Обмер объектов с использованием оптического или лазерного 3D сканера — это процесс сбора данных о форме и возможно цвете объекта или же среды, путем сканирования их поверхности с помощью специализированного устройства. 

Этот процесс используется во многих областях, включая промышленное проектирование, обратное инженерное моделирование, контроль качества, археологию, культурное наследие, и даже в медицине и киноиндустрии. Рассмотрим ключевые моменты и принципы работы этих 3D сканеров:

1. Лазерные 3D сканеры работают, проецируя лазерный луч на объект и измеряя время, за которое лазерный луч возвращается в приемник или же фиксируя изгиб луча при его отражении. Эти данные используются для расчета точных расстояний от сканера до поверхности объекта.

2. Оптические 3D сканеры (включая структурированный свет и фотограмметрию) используют проецирование определенных световых узоров на объект и анализируют искажения узора для определения формы и размеров объекта. Фотограмметрия использует серию фотографий с разных ракурсов и вычисляет трехмерные координаты на основе этих изображений.

Обмер с помощью фотограмметрии

Фотограмметрия – это метод создания карт или выполнения измерений с помощью фотографий. Этот метод используется в разных областях, включая топографию, архитектуру, инженерное дело, судостроение, форенсику, а также для создания карт в 3D видеоиграх и фильмах. Фотограмметрия основывается на процессе обработки серии фотографий, снятых с разных точек, чтобы создать точные 3D модели или карты объектов или местности. 

Преимущества 3D-сканеров для контроля качества

3D-сканеры играют важную роль в современной промышленности, особенно в области контроля качества. Их применение значительно увеличивает эффективность и точность процессов производства. Вот некоторые из ключевых преимуществ использования 3D-сканеров для контроля качества:

1. Высокая точность и детализация: 3D-сканеры способны захватывать мельчайшие детали объекта с высокой точностью. Это позволяет обнаружить даже незначительные дефекты, что особенно важно для критичных применений, например, в аэрокосмической или медицинской отрасли.

2. Быстрота измерений: Сравнительно с традиционными методами, такими как ручное измерение или использование штангенциркуля, 3D-сканеры могут значительно сократить время, необходимое для контроля качества, выполняя измерения за секунды или минуты.

3. Снижение процента брака: За счёт высокой точности и возможности проведения полного контроля качества изделия, значительно снижается процент брака, что экономит материалы и снижает стоимость производства.

4. Возможность объективной оценки: 3D-сканирование обеспечивает объективную и воспроизводимую оценку качества, минимизируя человеческий фактор и различия в интерпретации результатов.

5. Автоматизация процессов: 3D-сканеры могут быть интегрированы в автоматизированные производственные линии, обеспечивая непрерывный и непрерывный контроль качества без необходимости вмешательства оператора.

6. Цифровая документация: 3D-сканеры позволяют создавать точные цифровые копии объектов, которые можно хранить, анализировать и использовать для дальнейшего улучшения процессов. Это способствует созданию подробной и надежной документации, облегчает контроль изменений и упрощает процесс обратного проектирования.

Программное обеспечение для контроля качества

Программное обеспечение для контроля качества играет ключевую роль в обеспечении соответствия продуктов и услуг определённым стандартам и требованиям. Эти инструменты помогают организациям автоматизировать процесс контроля качества, минимизируя человеческие ошибки и повышая эффективность. Программы для контроля качества могут использоваться в различных отраслях, включая производство, строительство, IT и многие другие. 

Программное обеспечение для контроля качества Geomagic Control X

Geomagic Control X — это продвинутое программное обеспечение для контроля качества и 3D-инспекции, предназначенное для проверки точности продукции в производственных процессах. Это решение от компании 3D Systems позволяет пользователям быстро и точно выполнять всесторонний анализ и оценку качества изделий, используя данные, полученные из 3D-сканирования и других измерительных устройств.

Топ модели метрологических 3D-сканеров для контроля качества

3D сканер FreeScan UE Pro

FreeScan UE Pro — это высококачественный лазерный 3D-сканер, идеально подходящий для профессионалов, которым необходимы высокая точность и быстрая скорость сканирования. Он отлично подходит для инженерных, производственных и дизайнерских задач, требующих детализированных 3D моделей. Несмотря на высокую стоимость, его функциональность, универсальность и простота использования делают его отличным выбором для профессионального использования в различных отраслях.

Особенности:

• Высокая точность: Точность до 0.02 мм обеспечивает детализацию и точность, необходимые для профессиональных применений.

• Быстрая скорость сканирования: Скорость до 2 250 000 точек в секунду позволяет быстро получать высококачественные 3D модели.

• Широкая область сканирования: Область сканирования 300 x 275 мм подходит для сканирования средних и крупных объектов.

• Глубина резкости: Глубина резкости ±200 мм обеспечивает стабильную работу при сканировании объектов с различной глубиной.

• Простота использования: Интуитивно понятное ПО FreeScan упрощает процесс сканирования и обработки данных.

• Легкий и портативный: Вес всего 1 кг делает сканер удобным для переноски и использования в различных условиях.

Плюсы:

• Высокая точность: Обеспечивает детализированные и точные 3D модели, что важно для инженерных и производственных задач.

• Быстрое сканирование: Позволяет эффективно обрабатывать большие объемы данных, экономя время.

• Универсальность: Широкая область сканирования и диапазон рабочих расстояний делают сканер подходящим для различных типов объектов.

• Легкость и портативность: Удобен для мобильного использования и транспортировки.

• Простое ПО: FreeScan предоставляет пользователю удобные инструменты для сканирования и постобработки данных.

Минусы:

• Цена: Высокая стоимость устройства может быть недоступна для некоторых пользователей.

• Требования к оборудованию: Для работы сканера требуется подключение к компьютеру с USB 3.0 и достаточной мощностью.

• Ограниченные форматы файлов: Поддержка ограниченного количества форматов файлов может требовать конвертации для использования в некоторых приложениях.

• Обучение: Пользователям может потребоваться время на освоение всех возможностей и функционала сканера и ПО.

Подробный обзор 3D-сканера Shining 3D FreeScan UE Pro доступен по ссылке.

3D сканер Shining 3D FreeScan Combo

Shining 3D FreeScan Combo — это высококачественный 3D-сканер, сочетающий в себе лазерное сканирование и сканирование структурированным светом. Его высокая точность и универсальность делают его отличным выбором для профессионалов, работающих в области инженерии, производства и дизайна. 

Несмотря на высокую стоимость, его функциональность, надежность и широкие возможности делают его отличным инструментом для создания точных и детализированных 3D моделей.

Особенности:

• Комбинированная технология сканирования: Объединяет лазерное сканирование и сканирование структурированным светом, обеспечивая высокую точность и универсальность применения.

• Высокая точность: Точность до 0.02 мм подходит для детализированных и точных 3D моделей.

• Быстрая скорость сканирования: Скорость до 1 850 000 точек в секунду позволяет быстро получать качественные результаты.

• Широкая область сканирования: Область сканирования 350 x 350 мм позволяет работать с объектами различных размеров.

• Глубина резкости: Глубина резкости ±200 мм обеспечивает стабильное сканирование объектов с различной глубиной.

• Простота использования: Интуитивно понятное ПО ExScan Pro и Geomagic Essentials упрощают процесс сканирования и последующей обработки данных.

• Легкий и портативный: Вес всего 0.95 кг делает сканер удобным для переноски и использования в различных условиях.

Плюсы:

• Высокая точность: Позволяет создавать детализированные и точные 3D модели, что важно для инженерных и производственных задач.

• Комбинированная технология сканирования: Универсальность позволяет использовать сканер для широкого спектра приложений, включая сложные объекты.

• Быстрое сканирование: Эффективно обрабатывает большие объемы данных, экономя время.

• Широкая область сканирования: Подходит для работы с объектами различных размеров.

• Легкость и портативность: Удобен для мобильного использования и транспортировки.

• Простое ПО: ExScan Pro и Geomagic Essentials предоставляют пользователю удобные инструменты для сканирования и постобработки данных.

Минусы:

• Цена: Высокая стоимость устройства может быть недоступна для некоторых пользователей.

• Требования к оборудованию: Для работы сканера требуется подключение к мощному компьютеру с USB 3.0.

• Ограниченные форматы файлов: Поддержка ограниченного количества форматов файлов может потребовать конвертации для использования в некоторых приложениях.

• Обучение: Пользователям может потребоваться время на освоение всех возможностей и функционала сканера и ПО.

Читайте также обзор метрологического 3D-сканера FreeScan Combo.

Российский 3D сканер RangeVision PRO

RangeVision PRO — это высококачественный российский 3D-сканер, использующий технологию структурированного света для обеспечения высокой точности и детализации сканирования.

Его высокая скорость и широкая область сканирования делают его отличным выбором для профессионалов, работающих в области инженерии, производства и дизайна. 

Несмотря на высокую стоимость, его функциональность, надежность и поддержка множества форматов файлов делают его отличным инструментом для создания точных и детализированных 3D моделей.

Особенности:

• Технология структурированного света: Обеспечивает высокую точность и качество сканирования благодаря использованию светодиодной проекции.

• Высокая точность: Точность до 0.018 мм позволяет создавать детализированные и точные 3D модели.

• Быстрая скорость сканирования: Скорость до 2 000 000 точек в секунду позволяет быстро получать качественные результаты.

• Широкая область сканирования: Область сканирования 500 x 375 мм подходит для работы с объектами различных размеров.

• Глубина резкости: До 300 мм обеспечивает стабильное сканирование объектов с различной глубиной.

• Простота использования: Интуитивно понятное ПО RangeVision ScanCenter и RangeVision 3D упрощают процесс сканирования и последующей обработки данных.

• Поддержка различных форматов файлов: Поддержка множества форматов файлов облегчает интеграцию данных в различные рабочие процессы.

• Легкий и портативный: Вес всего 3 кг делает сканер удобным для переноски и использования в различных условиях.

Плюсы:

• Высокая точность: Позволяет создавать детализированные и точные 3D модели, что важно для инженерных и производственных задач.

• Быстрое сканирование: Эффективно обрабатывает большие объемы данных, экономя время.

• Широкая область сканирования: Подходит для работы с объектами различных размеров.

• Легкость и портативность: Удобен для мобильного использования и транспортировки.

• Простое ПО: RangeVision ScanCenter и RangeVision 3D предоставляют пользователю удобные инструменты для сканирования и постобработки данных.

• Широкая поддержка форматов файлов: Облегчает интеграцию сканированных данных в различные рабочие процессы.

Минусы:

• Цена: Высокая стоимость устройства может быть недоступна для некоторых пользователей.

• Требования к оборудованию: Для работы сканера требуется подключение к мощному компьютеру с USB 3.0.

• Обучение: Пользователям может потребоваться время на освоение всех возможностей и функционала сканера и ПО.

• Размер и вес: Хотя вес 3 кг и считается портативным, это всё же тяжелее, чем некоторые другие компактные 3D-сканеры.

Российский 3D сканер Scanform L5

Scanform L5 — это высококачественный российский 3D-сканер, использующий лазерное сканирование для обеспечения высокой точности и детализации. Его высокая скорость и широкий диапазон сканирования делают его отличным выбором для профессионалов в области инженерии, производства и дизайна. 

Несмотря на высокую стоимость, его функциональность, надежность и поддержка множества форматов файлов делают его отличным инструментом для создания точных и детализированных 3D моделей.

Особенности:

• Лазерное сканирование: Обеспечивает высокую точность и качество сканирования благодаря использованию лазерного луча.

• Высокая точность: Точность до 0.03 мм позволяет создавать детализированные и точные 3D модели.

• Быстрая скорость сканирования: Скорость до 1 200 000 точек в секунду позволяет быстро получать качественные результаты.

• Широкая область сканирования: Область сканирования до 500 x 500 мм подходит для работы с объектами различных размеров.

• Глубина резкости: До 300 мм обеспечивает стабильное сканирование объектов с различной глубиной.

• Простота использования: Интуитивно понятное ПО Scanform Software Suite упрощает процесс сканирования и последующей обработки данных.

• Поддержка различных форматов файлов: Поддержка множества форматов файлов облегчает интеграцию данных в различные рабочие процессы.

• Легкий и портативный: Вес всего 2 кг делает сканер удобным для переноски и использования в различных условиях.

Плюсы:

• Высокая точность: Позволяет создавать детализированные и точные 3D модели, что важно для инженерных и производственных задач.

• Быстрое сканирование: Эффективно обрабатывает большие объемы данных, экономя время.

• Широкая область сканирования: Подходит для работы с объектами различных размеров.

• Легкость и портативность: Удобен для мобильного использования и транспортировки.

• Простое ПО: Scanform Software Suite предоставляет пользователю удобные инструменты для сканирования и постобработки данных.

• Широкая поддержка форматов файлов: Облегчает интеграцию сканированных данных в различные рабочие процессы.

Минусы:

• Цена: Высокая стоимость устройства может быть недоступна для некоторых пользователей.

• Требования к оборудованию: Для работы сканера требуется подключение к мощному компьютеру с USB 3.0.

• Обучение: Пользователям может потребоваться время на освоение всех возможностей и функционала сканера и ПО.

• Ограниченная область сканирования: Несмотря на широкую область сканирования, для очень крупных объектов может потребоваться разбиение на части и последующее объединение.

Читайте также:

→ Подробный обзор.
→ Примеры применения 3D-сканеров Scanform в контроле качества и в ремонте авто

3D сканер Shining Einscan HX

Shining 3D EinScan HX — это высококачественный гибридный 3D-сканер, сочетающий лазерное сканирование и сканирование структурированным светом. Его высокая точность и универсальность делают его отличным выбором для профессионалов, работающих в области инженерии, производства и дизайна. 

Несмотря на высокую стоимость, его функциональность, надежность и широкие возможности делают его отличным инструментом для создания точных и детализированных 3D моделей.

Особенности:

• Гибридная технология сканирования: Сочетание лазерного сканирования и сканирования структурированным светом обеспечивает высокую точность и универсальность для различных типов объектов и условий.

• Высокая точность: Точность до 0.04 мм (лазерное сканирование) и до 0.05 мм (структурированный свет) позволяет создавать детализированные и точные 3D модели.

• Быстрая скорость сканирования: Скорость до 1 200 000 точек в секунду позволяет быстро получать качественные результаты.

• Широкая область сканирования: Область сканирования 380 x 310 мм подходит для работы с объектами различных размеров.

• Глубина резкости: ±200 мм обеспечивает стабильное сканирование объектов с различной глубиной.

• Простота использования: Интуитивно понятное ПО ExScan Pro и Geomagic Essentials упрощают процесс сканирования и последующей обработки данных.

• Легкий и портативный: Вес всего 0.71 кг делает сканер удобным для переноски и использования в различных условиях.

Плюсы:

• Гибридная технология сканирования: Обеспечивает универсальность и позволяет работать с различными объектами и материалами.

• Высокая точность: Позволяет создавать детализированные и точные 3D модели, что важно для инженерных и производственных задач.

• Быстрое сканирование: Эффективно обрабатывает большие объемы данных, экономя время.

• Широкая область сканирования: Подходит для работы с объектами различных размеров.

• Легкость и портативность: Удобен для мобильного использования и транспортировки.

• Простое ПО: ExScan Pro и Geomagic Essentials предоставляют пользователю удобные инструменты для сканирования и постобработки данных.

• Широкая поддержка форматов файлов: Облегчает интеграцию сканированных данных в различные рабочие процессы.

Минусы:

• Цена: Высокая стоимость устройства может быть недоступна для некоторых пользователей.

• Требования к оборудованию: Для работы сканера требуется подключение к мощному компьютеру с USB 3.0.

• Обучение: Пользователям может потребоваться время на освоение всех возможностей и функционала сканера и ПО.

• Ограничения по области сканирования: Хотя область сканирования достаточно широкая, для очень крупных объектов может потребоваться разбиение на части и последующее объединение.

Как использование 3D-сканера повышает качество на производстве

Преимущества 3D-сканирования в контроле геометрии изделий

Применение высокоточных 3D-сканеров позволяет значительно повысить качество контроля геометрии изделий. Такое оборудование способно улавливать мельчайшие дефекты и отклонения от заданных параметров, что недостижимо при традиционных методах измерения.

Влияние точности 3D-сканирования на конечное качество продукта

Высокая точность 3D-сканирования напрямую влияет на качество готового продукта, минимизируя риск брака и повышая доверие клиентов. Это дает возможность быстро вносить коррективы в производственный процесс и сокращать время и затраты на доработку.

Снижение производственных затрат за счет эффективного контроля качества

Эффективный контроль качества с помощью 3D-сканирования способствует снижению производственных затрат за счет уменьшения объема брака и повторного производства. Это обеспечивает более быстрое движение продукта от разработки к выпуску на рынок.

Вопросы точности и разрешения при выборе 3D-сканера

Важность точности измерения для метрологического контроля

Точность измерения является краеугольным камнем метрологического контроля. Выбирая 3D-сканер, необходимо обращать внимание на возможность достижения высокой точности сканирования, которая исключает ошибки и обеспечивает полное соответствие изделий заявленным характеристикам.

Уровень детализации и его влияние на качество цифровой модели

Высокий уровень детализации, достигаемый за счет высокого разрешения сканера, критичен для создания точных и полных цифровых моделей объектов. Это позволяет проводить глубокий анализ и моделирование производственных процессов с учетом всех нюансов и потребностей.

Отклонение измерений: как его минимизировать

Чтобы минимизировать отклонение измерений, необходимо выбирать 3D-сканеры с передовыми настройками калибровки и программное обеспечение, позволяющее точно обрабатывать полученные данные. Также важно регулярно проводить обучение персонала для корректной работы с оборудованием.

Заключение: на что обратить внимание перед покупкой

Перед покупкой метрологического 3D-сканера важно учесть комплекс факторов: от точности и скорости сканирования до совместимости с программным обеспечением и удобства использования. Выбор подходящего оборудования – залог успешного контроля качества на производстве и повышения эффективности бизнеса в целом.