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工件測繪與數字化設計的基礎是獲取實體的“點云數據”,這需要對實體進行三維數字化測量。相比傳統的接觸式測量方式,3D掃描具有非接觸、操作簡單,測量速度快,精度高等優勢,代表著三維數字化測量技術的發展方向。
一、技術簡介:
3D掃描作為計算機視覺的重要分支,是計算機人工智能領域一門重要的學科,著重研究如何通過非接觸光學掃描的方式,快速、方便地獲取、記錄及保存物體真實的三維形貌信息,為計算機和機器人開發具有與人類水平相當的三維視覺能力。
以“三維數字化”技術為原理的三維掃描儀,可以在數秒內精確地測得物體的立體數字模型,其結果可與計算機接口或通過軟件實現與各種3D打印機、數控加工裝備的銜接,是制造業逐步實現CAD建模、逆向設計、數字化制造、尺寸檢測的基礎技術之一,使其在工業制造、文化創意、生物醫療領域有著非常廣泛的應用前景。
二、技術流程:
掃描小型的零部件,僅需幾分鐘;掃描1米大小的物體,時間在30分鐘左右。以圖中所示工件為例,三維掃描時間可以控制在10分鐘以內,非常快捷。(* 與操作者熟練程度有關)
為了完成測繪抄數工作,我們還需要對點云數據進行優化,然后得到由三角面片組成的封閉曲面,一般文件格式為STL格式。STL格式文件可以直接應用到3D打印、快速成型制造,或者自由曲面模型重構中。
三、技術優勢:
在三維掃描儀硬件方面:
1. 非接觸式:適用于曲面較多,表面易磨損、柔性易形變等物體
2. 密集面型測量:可以獲取工件的整個外形的三維數據,復雜自由曲面比較多的物體也不在話下。
3. 高精度:平均點距一般在0.03mm到0.6mm左右,小型零件同樣適用
4. 高效率:單幅測量速度可少于3秒,可幫助有效節約時間,提高效率。
四、適用領域
1. 小型工件:小型汽配件、電子電器零配件、小型塑料件、珠寶首飾、精細工件、玩具、鞋楦鞋模鞋底等
2. 中型工件:中小型模具、中型汽配件、中小型塑料件、家電、中小型雕塑、中小型文物等
五、3D掃描案列: