Professional Handheld 3D Scanners
According to the results of a survey in the article “How I Forged a Key Using a 3D Scanner”, I decided to test and describe manual professional 3d scanners (you don’t often hold a piece of plastic in your hands at a price of over a million rubles).
Three-dimensional or 3D scanning is the process of translating the physical form of a real object, product into digital form, that is, obtaining a three-dimensional computer model (3d model) of an object.
3D scanning can be useful in solving the problems of reengineering, designing fixtures, accessories, spare parts in the absence of original computer documentation for the product, and also if it is necessary to digitalize surfaces of complex shapes, including art forms and casts.
The operation of the scanner is somewhat reminiscent of the three-dimensional vision of a person. As the brain builds a three-dimensional image of what it sees, a 3D scanner receives information by comparing two images that are offset from each other. To achieve the necessary accuracy of building the model, additional technological methods are applied in the form of laser illumination or periodic flash.
Under the cat is the description and test drive of the Creaform HandyScan 700 and a little about 2 other scanners and one eye about Surphaser. As well as examples of the use of scanners in the oil and space industries, medicine and reverse engineering.
Stages of creating a 3d model using a scanner
3D scanning is a tool for quickly obtaining the geometry of a three-dimensional object of almost any complexity. However, it must be remembered that the 3D scanner gives a cloud of points in three-dimensional space, arranged in the shape of an object or a polygonal model - the same points, but connected by lines so that a lot of intersecting planes are obtained that describe the geometry of the object.
Very few people need the geometry of the object, because often the goal of 3D scanning is to obtain accurate drawings of the scanned object, and not just coordinates in three-dimensional space.
But this issue has long been resolved: there is specially software on the market, such as Geomagic DesignX, which allows you to turn a point cloud into a parametric model and transfer it to absolutely any CAD system.
That is, with this software we remove any restrictions at all: scan an object with a 3D scanner, parameterize it in special software, transfer the resulting parametric or NURBS surfaces (whatever) to your CAD and easily work on an editable model, receiving drawings any section in the format we need.
Weight - 122 x 77 x 294 mm
Dimensions 150 x 171 x 251 mm
Measurement speed - 480,000 measurements per second
Scanning area - 275 x 250 mm
Light source - 7 laser crosses (+1 additional line)
Laser class - II (safe for the eyes )
Resolution 0.05 mm
Accuracy - up to 0.03 mm
Volumetric accuracy - 0.02 mm + 0.06 mm / m
Distance to the object during scanning - 300 mm
Depth of field - 250 mm
Lens size range (recommended) - 0.1 - 4 m
software - VXelements
Output formats - .dae, .fbx, .ma, .obj, .ply, .stl, .txt, .wrl, .x3d, .x3dz, .zpr
Compatible software - 3D Systems (Geomagic Solutions), InnovMetric Software (PolyWorks), Dassault Systèmes (CATIA V5 and SolidWorks), PTC (Pro / ENGINEER), Siemens (NX and Solid Edge), Autodesk (Inventor, Alias, 3ds Max, Maya , Softimage).
Connection standard - 1 x USB 3.0
Operating temperature range - 15-40 ° C
Operating humidity range (non-condensing) 10-90%
500black marks
The device itself determines the position. There is no need to use a coordinate measuring machine (CMM), measuring arm or other external positioning device.
Real-time visualization of the scanned surface.
Thanks to dynamic snapping, the object can be moved during three-dimensional scanning, which eliminates the need for a rigid installation.
Individual calibration table
Certificate confirming quality and accuracy
Examples
“At the moment, three-dimensional scanning is used not only to obtain digitized models of various parts, figurines, car bodies, etc. 3D scanning is also widely used in scanning people, and recently this is a particularly requested technology, because it’s interesting to store not only family photos in frames on the bedside table, but also, for example, the whole family, printed on a 3D printer. In addition to entertainment purposes, three-dimensional technologies are increasingly used in medicine. For example, scanning a person’s leg to create a convenient prosthesis, scanning a cast of the patient’s jaw for further work in specialized dental software, scanning organs of a person ... As it might seem at first glance, at present 3D technologies are entertaining in nature, but this has long been not this way.Aleksey, Consistent Software Distribution Specialist
Harsh techies inspect pipeline
GoScan
EXAscan (~ 3 million rubles)
Surphaser (~ 3 million rubles)
Boss
It is used for scanning spacecraft and in the construction of the subway and the military for their own purposes.
Maintenance and repair is carried out in Russia. Surphaser 3D scanners are going to Russia
About this thing is worth writing a separate article.
Scanning time: from the bow - 1.5 hours; from the tail - 1 hour
Used software: Cyclone for cleaning and recording data, RapidForm for modeling
Processing time: 10 hours from the formation of a point cloud to the creation of three-dimensional surface models.
Total time: 30 hours from the start of the project to the flight with the new integrated product.
Scanning time: 2 hours
Processing time using PolyWork software for stitching and creating a multi-faceted model: 4 hours
Layout: 15 scans, 90 million dots
Scanning time: 4 hours
Processing time using PolyWork software for aligning and creating a multi-faceted model: 6 hours
Three-dimensional or 3D scanning is the process of translating the physical form of a real object, product into digital form, that is, obtaining a three-dimensional computer model (3d model) of an object.
3D scanning can be useful in solving the problems of reengineering, designing fixtures, accessories, spare parts in the absence of original computer documentation for the product, and also if it is necessary to digitalize surfaces of complex shapes, including art forms and casts.
The operation of the scanner is somewhat reminiscent of the three-dimensional vision of a person. As the brain builds a three-dimensional image of what it sees, a 3D scanner receives information by comparing two images that are offset from each other. To achieve the necessary accuracy of building the model, additional technological methods are applied in the form of laser illumination or periodic flash.
Under the cat is the description and test drive of the Creaform HandyScan 700 and a little about 2 other scanners and one eye about Surphaser. As well as examples of the use of scanners in the oil and space industries, medicine and reverse engineering.
Stages of creating a 3d model using a scanner
3D scanning is a tool for quickly obtaining the geometry of a three-dimensional object of almost any complexity. However, it must be remembered that the 3D scanner gives a cloud of points in three-dimensional space, arranged in the shape of an object or a polygonal model - the same points, but connected by lines so that a lot of intersecting planes are obtained that describe the geometry of the object.
Very few people need the geometry of the object, because often the goal of 3D scanning is to obtain accurate drawings of the scanned object, and not just coordinates in three-dimensional space.
But this issue has long been resolved: there is specially software on the market, such as Geomagic DesignX, which allows you to turn a point cloud into a parametric model and transfer it to absolutely any CAD system.
That is, with this software we remove any restrictions at all: scan an object with a 3D scanner, parameterize it in special software, transfer the resulting parametric or NURBS surfaces (whatever) to your CAD and easily work on an editable model, receiving drawings any section in the format we need.
Areas of application for 3D scanners
- Automotive industry
- Transport (buses, trucks, trains)
- Heavy equipment (agricultural technology, excavators, mine equipment)
- Sport, hobbies (ATV (ATV), mototechnics, water transport)
- Aerospace technology
- Consumer goods
- Production - Metal
- Production - Plastic and Composites
- Army, Defense, Government
- Power generation (wind, hydro, atomic)
- Shipbuilding
- Gas and gas
- Education
- Healthcare
- Entertainment and multimedia
- Museology, heritage conservation
- Architecture, construction, engineering
TTX
Weight - 122 x 77 x 294 mm
Dimensions 150 x 171 x 251 mm
Measurement speed - 480,000 measurements per second
Scanning area - 275 x 250 mm
Light source - 7 laser crosses (+1 additional line)
Laser class - II (safe for the eyes )
Resolution 0.05 mm
Accuracy - up to 0.03 mm
Volumetric accuracy - 0.02 mm + 0.06 mm / m
Distance to the object during scanning - 300 mm
Depth of field - 250 mm
Lens size range (recommended) - 0.1 - 4 m
software - VXelements
Output formats - .dae, .fbx, .ma, .obj, .ply, .stl, .txt, .wrl, .x3d, .x3dz, .zpr
Compatible software - 3D Systems (Geomagic Solutions), InnovMetric Software (PolyWorks), Dassault Systèmes (CATIA V5 and SolidWorks), PTC (Pro / ENGINEER), Siemens (NX and Solid Edge), Autodesk (Inventor, Alias, 3ds Max, Maya , Softimage).
Connection standard - 1 x USB 3.0
Operating temperature range - 15-40 ° C
Operating humidity range (non-condensing) 10-90%
500
If you really need to, I do even like this
The device itself determines the position. There is no need to use a coordinate measuring machine (CMM), measuring arm or other external positioning device.
Real-time visualization of the scanned surface.
Thanks to dynamic snapping, the object can be moved during three-dimensional scanning, which eliminates the need for a rigid installation.
Individual calibration table
Certificate confirming quality and accuracy
Examples
Application
“At the moment, three-dimensional scanning is used not only to obtain digitized models of various parts, figurines, car bodies, etc. 3D scanning is also widely used in scanning people, and recently this is a particularly requested technology, because it’s interesting to store not only family photos in frames on the bedside table, but also, for example, the whole family, printed on a 3D printer. In addition to entertainment purposes, three-dimensional technologies are increasingly used in medicine. For example, scanning a person’s leg to create a convenient prosthesis, scanning a cast of the patient’s jaw for further work in specialized dental software, scanning organs of a person ... As it might seem at first glance, at present 3D technologies are entertaining in nature, but this has long been not this way.Aleksey, Consistent Software Distribution Specialist
Harsh techies inspect pipeline
pipeline integrity assessment
assessment of aircraft damage by hail
Влияние повреждений, наносимых градом, на аэродинамические свойства самолёта является сложным фактором для оценки, но в то же время в буквальном смысле слова — жизненно важно! – сделать эту оценку максимально точно. Форма и размер дефектов могут варьироваться в зависимости от силы шквала, в который попадает самолёт. Следовательно, самый распространённый способ анализа повреждений — посредством измерения геометрии (длины, ширины и глубины) каждой вмятины на рассматриваемом участке поверхности самолёта. Также существует необходимость контроля геометрии деталей на производственной линии.
checking the internal condition of the pipes
Операторы трубопроводов всегда разрываются между обеспечением общественной безопасности и экономическими последствиями земляных работ в зонах, где, как оказывается в дальнейшем, ремонт не требуется. Методы прямой оценки используются для подтверждения результатов измерений, полученных с помощью инструментов для проверки внутреннего состояния труб. Эти инструменты не всегда точны, и им иногда требуется повторная калибровка. Сервисные компании тратят большое количество времени на сопоставление данных от поставщиков оборудования для проверки внутреннего состояния труб и данных, полученных при помощи уровнемера (или любого другого инструмента для прямой оценки), для оценки работы инструмента. Для правильной оценки работы инструмента проверки внутреннего состояния труб операторы трубопроводов должны выполнять ежегодный анализ статистически значимых совокупностей при помощи устройства, которое обеспечивает большую точность, чем технология рассеяния магнитного потока.
inspection and measurement of tanks
Общественная озабоченность вопросами экологии вынуждает нефтяные компании совершенствовать технику безопасности по отношению к охране окружающей среды и здоровья. Осмотр резервуаров традиционно являлся длительной процедурой, но теперь компании могут удовлетворить общественные интересы благодаря технологии трёхмерного сканирования, позволяющей повысить точность и эффективность этих работ. Этот же инструмент можно использовать для других целей, например для обмера резервуаров. На самом деле, построение точной таблицы вместимости является одним из основных требования отрасли…
Отчёты об осмотре резервуаров, генерируемые системами Creaform, содержат важную информацию — такую, как профили дна, вертикальные профили и круглограммы — необходимую для оценки оседания резервуара.
Градуировочные таблицы вместимости используются для определения количества продукта в резервуаре. Форму отчётов можно изменить в соответствии с потребностями клиента. Данные в отчёте могут включать или не включать объём внутренних конструкций резервуара, влияние на параметры плавающей крыши резервуара и т.п.
Установка резервуара
Отчёты об осмотре резервуаров, генерируемые системами Creaform, содержат важную информацию — такую, как профили дна, вертикальные профили и круглограммы — необходимую для оценки оседания резервуара.
Построение градуировочных таблиц вместимости
Градуировочные таблицы вместимости используются для определения количества продукта в резервуаре. Форму отчётов можно изменить в соответствии с потребностями клиента. Данные в отчёте могут включать или не включать объём внутренних конструкций резервуара, влияние на параметры плавающей крыши резервуара и т.п.
3d modeling for phased array control
for the aerospace industry
Сервисные воздушные суда и их компоненты и конструкции необходимо контролировать и оценивать уровень деградации и оставшегося срока службы. Авиаконструкторы и авиаперевозчики сталкиваются с проблемой контроля сложных компонентов (например, газовых турбин, отсеков двигателя, обтекателей, кабины лётчика и т.п.), которые являются частями очень сложных узлов и не могут быть извлечены для осмотра. Для решения этой проблемы обычно обращаются к контролю методом фазированной решетки.
Моделирование фокального закона фазированной решетки применяется для прогнозирования результатов контроля и оптимизации конфигурации датчика и клина. Контроль компонентов сложной формы с использованием двумерной матрицы может представлять сложную задачу. За неимением лучшего решения, 3D-модель обычно берется из файла CAD или из теоретической модели конструкции. Однако реальная форма компонента отличается от идеальной теоретической модели и, следовательно, ухудшается точность ультразвукового сканирования и вероятность обнаружения.
Моделирование фокального закона фазированной решетки применяется для прогнозирования результатов контроля и оптимизации конфигурации датчика и клина. Контроль компонентов сложной формы с использованием двумерной матрицы может представлять сложную задачу. За неимением лучшего решения, 3D-модель обычно берется из файла CAD или из теоретической модели конструкции. Однако реальная форма компонента отличается от идеальной теоретической модели и, следовательно, ухудшается точность ультразвукового сканирования и вероятность обнаружения.
for energy
Компоненты и конструкции электростанций необходимо контролировать и оценивать уровень деградации и оставшегося срока службы. Энергетические компании сталкиваются с проблемой контроля сложных компонентов (деталей «ласточкин хвост», форсунок, подающих труб и т.п.), которые являются частями очень сложных сборок и не могут быть извлечены для контроля. Для решения этой проблемы обычно обращаются к контролю методом фазированной решетки.
Моделирование фокального закона фазированной решетки широко применяется, особенно в атомной промышленности, для прогнозирования результатов контроля и оптимизации конфигурации датчика и клина. Контроль компонентов сложной формы с использованием двумерной матрицы может представлять сложную задачу. За неимением лучшего решения, 3D-модель обычно берется из файла CAD или из теоретической модели конструкции. Однако реальная форма компонента отличается от идеальной теоретической модели и, следовательно, ухудшается точность ультразвукового сканирования и вероятность обнаружения.
Компоненты и конструкции электростанций необходимо контролировать и оценивать уровень деградации и оставшегося срока службы. Энергетические компании сталкиваются с проблемой контроля сложных компонентов (деталей «ласточкин хвост», форсунок, подающих труб и т.п.), которые являются частями очень сложных сборок и не могут быть извлечены для контроля. Для решения этой проблемы обычно обращаются к контролю методом фазированной решетки.
Моделирование фокального закона фазированной решетки широко применяется, особенно в атомной промышленности, для прогнозирования результатов контроля и оптимизации конфигурации датчика и клина. Контроль компонентов сложной формы с использованием двумерной матрицы может представлять сложную задачу. За неимением лучшего решения, 3D-модель обычно берется из файла CAD или из теоретической модели конструкции. Однако реальная форма компонента отличается от идеальной теоретической модели и, следовательно, ухудшается точность ультразвукового сканирования и вероятность обнаружения.
Other models
GoScan
EXAscan (~ 3 million rubles)
Surphaser (~ 3 million rubles)
Boss
It is used for scanning spacecraft and in the construction of the subway and the military for their own purposes.
Maintenance and repair is carried out in Russia. Surphaser 3D scanners are going to Russia
About this thing is worth writing a separate article.
Scanning time: from the bow - 1.5 hours; from the tail - 1 hour
Used software: Cyclone for cleaning and recording data, RapidForm for modeling
Processing time: 10 hours from the formation of a point cloud to the creation of three-dimensional surface models.
Total time: 30 hours from the start of the project to the flight with the new integrated product.
Scanning time: 2 hours
Processing time using PolyWork software for stitching and creating a multi-faceted model: 4 hours
Layout: 15 scans, 90 million dots
Scanning time: 4 hours
Processing time using PolyWork software for aligning and creating a multi-faceted model: 6 hours