Для чего нужны 3D-сканеры

3D-сканеры позволяют с высокой точностью измерить линейные размеры и определить геометрическую форму любого предмета, а затем создать его объемную цифровую модель. Далее в компьютерных программах с этой 3D-моделью можно производить любые манипуляции и расчеты.

Где сегодня используют такую технологию?

Промышленное проектирование

В промышленности одно из главных направлений применения 3D-сканеров – обратное проектирование (реверс-инжиниринг).

Он применяется, когда нужно воспроизвести деталь, на которую нет чертежей. Лазерные 3D-сканеры за считаные секунды сканируют с высокой точностью деталь самой сложной формы. Мы получаем трехмерную модель. Ее можно изучать и обрабатывать средствами САПР, рассчитывать технологию производства и в итоге получить аналогичную деталь для замены или модернизации.

Промышленный дизайн

При разработке дизайна практически любого промышленного изделия – от автомобиля до зубной щетки – обычно делают множество итераций, пока не получится оптимальная форма. До недавнего времени это был долгий и трудоемкий процесс. Так, в автостроении кузов будущего автомобиля сначала ...лепили из пластилина! Затем его меняли много раз, пока не утверждался окончательный дизайн. 3D- сканирование существенно упростило и ускорило этот процесс. Методом 3D-печати можно изготовить исходный образец и менять его формы, опробуя разные варианты дизайна. В любой момент образец можно отсканировать, «распечатать» и получить практически натурные модели для сравнения.

Контроль и эксплуатация

В промышленности различные виды 3D-сканеров используют также для контроля качества и иных параметров готовых изделий. С их помощью можно быстро снять все размеры, сравнить их с эталонными и выявить отклонения.

Ультразвуковые 3D-сканеры применяют для бесконтактной оценки состояния техники, строительных конструкций, трубопроводов. Они выявляют дефекты, изношенные участки и элементы.

Отсканировав ту или иную деталь, например, кузова автомобиля, создают ее объемную модель. На ее основе изготавливают аналогичную деталь из композитных материалов для замены поврежденной.

Наука

В науке 3D-сканеры используют, например, в археологии и палеонтологии для воспроизведения форм различных предметов древности и облика ископаемых живых существ. При раскопках находят поврежденные и частично сохранившиеся предметы быта, украшения, скульптуры, останки людей и животных. Древние строения часто невозможно изучать обычными методами – это может их повредить. С помощью 3D-сканера их оцифровывают. Затем в компьютерных программах, учитывающих свойства материала находок или живых тканей, ученые «достраивают» имеющиеся фрагменты до полноразмерных цифровых копий. Такие копии позволяют полноценно представлять и изучать найденные объекты, восстанавливать их форму.

Именно так ученые воссоздавали облик, например, динозавров. Во многих музеях мира стоят полноразмерные фигуры этих древних рептилий. Они созданы на основе математических моделей, построенных, в свою очередь, на данных 3D-сканирования останков.

Культура

3D-сканеры помогают создавать точные модели любых произведений искусства: скульптур, статуэток, ювелирных и прочих изделий, и даже картин в оригинальных рамах. Виртуальные копии имеют такую же текстуру поверхности и выглядят, как настоящие. Они размещаются в электронных каталогах, интерактивных музеях и онлайн-галереях.

Технологии 3D-сканирования лежат в основе воссоздания утраченных элементов скульптур и памятников архитектуры при их реставрации.

Медицина

В медицине 3D-сканеры используют для снятия мерок с конкретного пациента при проектировании ортопедической обуви, корсетов, протезов и различных индивидуальных медицинских приспособлений. Они точно определяют геометрию частей тела, при этом не оказывают вредного воздействия на организм.

Технологии 3D-сканирования востребованы в стоматологии и пластической хирургии. Здесь необходимо высокоточное сканирование мельчайших деталей для конструирования имплантов, воссоздания форм частей тела при планировании операций. Применяют 3D-сканеры и для контроля динамики выздоровления пациентов.

Спорт

В спорте и фитнесе 3D-сканеры используют для формирования программ тренировок и контроля результатов. На основе данных сканирования создают цифровую копию фигуры человека. Для нее рассчитывают индекс массы тела, процент содержания жира, оптимальные размеры и другие показатели. Во время тренировок периодическое сканирование позволяет оценивать результаты и корректировать вид, тип и продолжительность нагрузок.

Искусство

Пожалуй, именно здесь технологии 3D-сканирования применяются наиболее широко. Кинематограф, мультипликация, игровая индустрия сегодня немыслимы без применения этих устройств. С их помощью получают цифровые копии актеров или животных. Полученные модели служат для создания грима, различных накладок для изменения лица, фигуры. На их основе разрабатываются другие персонажи, процессы трансформации, различные спецэффекты. Это сокращает процесс съемки фильма или создания компьютерной игры, делает их более эффектными и реалистичными.

Строительство и архитектура

3D-сканирование помещений и зданий – важный этап создания интерьера. Полученные в результате трехмерные модели служат основой для прокладки инженерных сетей, оформления домов и помещений, подбора и расстановки мебели и оборудования.

Образование

В учебном процессе с помощью 3D-сканеров будущие инженеры и конструкторы учатся создавать математические модели различных объектов, деталей и элементов, трансформировать и адаптировать их под различные требования, создавать на их основе более сложные изделия.

Как видим, сфера применения 3D-сканирования сегодня очень широка и в будущем будет только расширяться.


Возврат к списку статей