خدمات اسکن سه بعدی
خدمات اسکن سهبعدی فرآیندی است که طی آن یک شیء فیزیکی با دقت بالا تجزیه و تحلیل میشود تا تمامی اطلاعات مورد نیاز برای بازآفرینی شکل و ظاهر آن بهصورت دیجیتال جمعآوری شود. این تکنیک برای برداشت ابعاد و شکل هندسی قطعات استفاده میشود و امکان ثبت سطح، زوایا و جزئیات هندسی یک قطعه یا محصول را با دقت بسیار بالا فراهم میکند.
اسکن سه بعدی امکان میدهد که هر قطعه به مدلهای دیجیتالی قابل ویرایش تبدیل شود. هدف اصلی اسکن سه بعدی، تولید یک مدل سهبعدی دقیق یا «دوقلوی دیجیتالی» از اشیای واقعی است که میتواند در محیطهای مجازی، واقعیت افزوده (AR)، واقعیت مجازی (VR)، وبیورهای سهبعدی و بسیاری موارد دیگر استفاده شود.
با فراگیر شدن و پیشرفت تکنولوژیهای اسکن سه بعدی و ساخت افزایشی، اهمیت آن افزایش چشمگیری پیدا کرده است. این مدلهای سهبعدی دیجیتالی میتوانند به عنوان پایهای برای پروژههای سهبعدی مورد استفاده قرار گیرند، یا به بازسازی، تحلیل و شبیهسازی ایدههای مختلف کمک کنند.
خدمات اسکن سه بعدی به صنایع گوناگون از جمله تولید، معماری، پزشکی و سرگرمی ارائه میشود و دقت، سرعت و قابلیت اطمینان بیشتری را در پروژههای مهم فراهم میآورد.
اسکن سه بعدی چیست؟
اسکنر سه بعدی ابزاری است که اشیاء، قطعات صنعتی، افراد یا محیط دنیای واقعی را آنالیز میکند و دادههایی از شکل و بافت آنها را به عنوان خروجی دیجیتال ارائه میدهد. این دستگاهها ابزارهای اندازهگیری ابعاد در سه بعد هستند و در ثبت اجسام ملموس در دنیای واقعی بسیار کارآمد عمل میکنند تا بتوان آنها را در دنیای دیجیتال آنالیز و بازطراحی کرد. اسکنر سه بعدی نهتنها ظاهر قطعه مد نظر، بلکه جزئیات و هندسه آن را هم ثبت میکند.
خروجی اسکن سه بعدی مجموعهای از دادههای بدون ساختار است که به صورت ابر نقاط (مجموعهای از موقعیتهای فضایی نقاط روی سطح) تشکیل میشود. این دادهها سپس میتوانند برای استخراج شکل جسم استفاده شوند. برخی از اسکنرهای سه بعدی حتی توانایی استخراج رنگ و بافت سطوح را هم دارند. دادههای اسکن سه بعدی با کیفیت بالا برای مواردی فراتر از بازرسی و تحلیل ابعادی استفاده میشوند؛ به طور مثال، برای تکثیر قطعات در مهندسی معکوس، اعتبارسنجی مدلهای سهبعدی CAD و باز کردن راهبردهای دیجیتالی گستردهتر کاربرد دارند.
مراحل و روش اسکن سه بعدی
فرآیند اسکن سه بعدی شامل چندین مرحله است که به تولید مدل دیجیتال دقیق منجر میشود:
- انتخاب اسکنر سه بعدی مناسب: اسکنر سه بعدی باید بر اساس عواملی مانند اندازه شیء، پیچیدگی آن، و میزان جزئیات و دقت مورد نیاز انتخاب شود.
- آمادهسازی قطعه برای اسکن: در صورت نیاز، برای سطوح دشوار یا براق، سطح شیء آمادهسازی میشود.
- گرفتن اسکنها: اسکنر سه بعدی به صورت دستی یا خودکار حول شیء حرکت داده میشود. چندین اسکن سه بعدی همپوشان برای ثبت کامل اطلاعات سطح ضروری است.
- پردازش و پاکسازی دادهها (ابر نقاط): فایل خروجی اسکن سه بعدی که شامل ابر نقاط است، به نرمافزارهای تخصصی منتقل میشود. در این مرحله، ابر نقاط جمعآوری شده از اسکن سه بعدیهای مختلف، جهت انطباق و یکپارچهسازی در یک سیستم مرجع مشترک گردآوری میشوند و نقصها و نقاط خارج از محدوده حذف میشوند.
- ایجاد مدل سهبعدی: دادههای ابر نقاط ابتدا به یک مش سهبعدی تبدیل میشوند و سپس به مدل CAD با فرمتهای قابل استفاده در نرمافزارهای طراحی به کمک کامپیوتر مانند کتیا و سالیدورک تغییر مییابند. این مدلها میتوانند برای خدمات نقشهکشی و طراحی صنعتی (554) یا برای استفاده در پرینترهای سهبعدی آماده شوند.
مزایای خدمات اسکن سه بعدی
تکنولوژی اسکن سه بعدی مزایای زیادی را برای صنایع به همراه دارد:
- کاهش زمان و هزینهها در فرآیند مهندسی معکوس و تولید
- اندازهبرداری دقیق حتی از قطعات غیرصلب مانند لاستیک و اسفنج
- امکان بازطراحی قالبها مانند قالبهای بطری پت(6124)
- کاهش خطا در مراحل طراحی و تولید
- تسریع در مهندسی معکوس قطعات پیچیده
- امکان یکپارچگی با خدمات ماشینکاری برادهبرداری(11) مانند فرزکاری CNC(113)، تراشکاری CNC(111)
- قابلیت استفاده در پرینترهای سهبعدی(552) برای تولید نمونههای اولیه
معایب و چالش های اسکن سه بعدی
- هزینه بالا به دلیل نیاز به تجهیزات گرانقیمت
- وابستگی به نرمافزارهای تخصصی و حضور کارشناسان مجرب برای پردازش و تحلیل دادهها
- خطا در اسکن سطوح خاص مانند سطوح براق، صیقلی، شفاف یا آینهای
- حساسیت به شرایط نورپردازی محیط
- نیاز به آمادهسازی سطوح مثل استفاده از پودر اکسید تیتانیوم روی سطوح براق
- زمانبربودن پردازش مدلهای سهبعدی پیچیده
انواع خدمات اسکن سه بعدی
در خدمات اسکن سهبعدی، پروژهها بر اساس کارکرد و مرحلهای از چرخه محصول دستهبندی میشوند. در زیر چند نوع رایج را ذکر کردهام:
مهندسی معکوس (Reverse Engineering)
در این خدمت، قطعاتی که فاقد نقشه CAD هستند یا مستعمل شدهاند، با اسکن سهبعدی برداشت میشوند و سپس مدلهای دیجیتالی آنها به فایل CAD قابل ویرایش تبدیل میشود. این کار امکان تولید مجدد، اصلاح و بهبود قطعات را فراهم میکند.
کنترل کیفیت و بازرسی (Inspection / Quality Control)
اسکن سهبعدی قطعه نهایی و مقایسه ابر نقاط با مدل مرجع (CAD) برای تشخیص انحرافات، ایرادات ابعادی، تغییر شکل و نواقص. این روش به کاهش ضایعات و افزایش دقت تولید کمک میکند.
نمونهسازی سریع / پشتیبانی ساخت افزودنی
مدل اسکن شده به قالب فایلهایی مثل STL تبدیل شده و برای چاپگرهای سهبعدی به کار میرود. این خدمت زمان طراحی مدل از ابتدا را کاهش میدهد.
پشتیبانی تولید سنتی و ماشینکاری
مدل اسکن برای تولید مسیرهای برش (tool paths) در عملیات فرز CNC، تراش، سوراخکاری و سایر فرآیندهای برادهبرداری مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین برای بازسازی مسیر برش قطعات مستعمل کاربرد دارد.
خدمات تخصصی جانبی
- اسکن دقیق متروژی: برای نیازهای خاص، استفاده از اسکنرهای بسیار دقیق (مثلاً ۵ تا ۱۰ میکرون)
- اسکن سطوح دشوار: سطوحی مانند فلز براق، شفاف، لاستیکی یا سطوح پیچیده که نیاز به تکنیکهای کمکی (پوشش پودر، نور ترکیبی، ترکیب روش تماسی و غیرتماسی) دارند.
- اسکن داخلی / توموگرافی صنعتی: برای دسترسی به داخل جسم و شناسایی نقصهای داخلی
نرم افزارهای کاربردی در اسکن سه بعدی
نرمافزارهای متعددی برای پردازش دادههای اسکن سهبعدی، تبدیل آنها به مدلهای قابل استفاده و انجام تحلیل وارد کار میشوند. این نرمافزارها معمولاً وظایفی مثل پاکسازی ابر نقاط، ادغام اسکنهای مختلف، مشسازی، تبدیل به فایل CAD، تحلیل ابعادی و مقایسه با مرجع را انجام میدهند.
نرمافزارهای کاربردی و مهم در اسکن سهبعدی:
- Artec Studio
- Geomagic Design X
- Geomagic Control X
- Geomagic for SOLIDWORKS
- ZEISS INSPECT / GOM Inspect
- RealityCapture
- Agisoft Metashape
- 3DF Zephyr
- CloudCompare
- MeshLab
- PolyWorks
- Autodesk ReCap
- Skanect
- Qlone
- Materialise Mimics
کاربردهای خدمات اسکن سه بعدی در صنعت
در بیشتر صنایع، خدمات اسکن سهبعدی کاربرد گستردهای دارند چون امکان تبدیل قطعات به مدلهای دیجیتالی دقیق را فراهم میکنند و در بهبود فرآیندهای طراحی، تولید و کنترل کیفیت نقش مؤثری دارند.
مهمترین کاربردها اسکن سه بعدی به شرح زیر هستند:
- مهندسی معکوس
- کنترل کیفیت و بازرسی ابعادی
- نمونهسازی سریع / تولید افزودنی
- تبدیل به مدل CAD / طراحی صنعتی
- بازسازی و ترمیم قطعات موجود
دستگاه های مورد استفاده در اسکن سه بعدی
دستگاههای اسکن سهبعدی متنوعاند و هر یک برای کاربردها و مقیاسهای متفاوتی مناسباند. در ادامه به معرفی برخی لاز دستگاه های اسکن سه بعدی پردازیم:
- اسکنر لیزری مثلث بندی (Laser Triangulation Scanner): دستگاهی که یک نقطه یا خط لیزر روی سطح جسم میتاباند و دوربین یا سنسور، تغییر موقعیت بازتاب را ثبت میکند. با استفاده از مثلثبندی، مختصات سهبعدی نقطه بهدست میآید. این نوع دستگاه معمولاً در فاصله کوتاه و برای قطعات دقیق استفاده میشود.
- اسکنر لیزری زمان پرواز (Time-of-Flight / Pulse / LiDAR): دستگاهی که پالس نوری به سطح جسم ارسال میکند و زمان بازگشت آن را اندازه میگیرد تا فاصله محاسبه شود. مناسب برای اسکن فواصل بلند، سازهها و محیطهای بزرگ
- اسکنر نور ساختاریافته (Structured Light Scanner): الگوهای نوری (خطوط، گریدها، الگوهای پیچیده) روی جسم تابانده میشود، دوربینها شکل اعوجاج این الگوها را ضبط کرده و بر اساس آن مدل سهبعدی ساخته میشود. این دستگاه سریع و دقیق است و برای قطعات متوسط کاربرد زیادی دارد.
- اسکنر فتوگرامتری (Photogrammetry Scanner): بیش از یک دوربین یا عکسگیری از زوایای مختلف به کار میرود. تصاویر دوبعدی با الگوریتمهای هندسی پردازش شده و به مدل سهبعدی تبدیل میشوند. این نوع دستگاه معمولاً نرمافزارهای ویژه دارد و برای اسکن محیطی و بزرگ مناسب است.
- دستگاه تماسی / پروب CMM (Contact / CMM Probe Scanner): در این روش، یک پروب تماس فیزیکی به نقطه سطح جسم برخورد میکند و مختصات آن نقطه ثبت میشود. این دستگاه در شرایطی که دقت بالا اهمیت دارد کاربرد دارد، اما سرعت آن نسبت به روشهای غیرتماسی کمتر است.
- اسکنر صنعتی / متروژی (Metrology / Industrial Scanner / OCMM): این دستگاهها برای کارهای صنعتی بزرگ و حساس طراحی شدهاند. دقتشان معمولاً بالا است (مثلاً تا چند میکرون). برای کنترل کیفیت صنعتی، قطعات بحرانی و استفاده در خطوط تولید مناسباند.
- اسکنر دستی / پرتابل (Handheld / Portable Scanner): قابل حمل و جابجایی توسط کاربر؛ از روش مثلثبندی یا نور ساختاریافته استفاده میکند. مزیت آن امکان اسکن در محل و دسترسی به زوایای دشوار است.
- اسکنر دوربرد (Long-Range Scanner): برای اسکن فواصل زیاد و اشیاء یا سازههای بزرگ به کار میرود. شامل اسکنرهای لیزری زمانپرواز یا فازشیفت بزرگ برد میشود.
- اسکنر اشعه ایکس / توموگرافی صنعتی (Industrial CT / X-ray Scanner): برای اسکن داخلی اجسام و شناسایی ساختارهای داخلی بدون تخریب کاربرد دارد. این دستگاه در تحقیقات، قطعات کامپوزیتی یا قطعات حیاتی کاربرد دارد.
تجهیزات جانبی کاربردی در فرآیند اسکن سه بعدی
پروژه موفق اسکن سهبعدی تنها به دستگاه نیاز ندارد؛ تجهیزات جانبی زیر نیز اند:
- مارکرها :نقاط مرجعی که برای همگرا کردن یا ادغام چند اسکن به کار میروند.
- سطوح مرجعی: برای کالیبراسیون دستگاه و تثبیت مقیاس و فریم مرجع
- پودر پوششی: برای سطوح براق یا شفاف به منظور کاهش انعکاس نور و بهبود کیفیت اسکن
- پایهها، گانتریها و سیستم نگهدارنده: برای ثابت نگه داشتن دستگاه یا جسم در محل مناسب
- نرمافزار پردازش ابر نقاط و مشسازی: برای پاکسازی داده، ادغام اسکنها، مشسازی و تبدیل به مدلهای قابل استفاده
- سیستم نور کمکی (نور محیطی کنترلشده): به بهبود نتیجه اسکن مخصوصاً در روش نور ساختاریافته کمک میکند.
قیمت خدمات اسکن سه بعدی به چه عواملی بستگی دارد؟
قیمت خدمات اسکن سهبعدی به چند عامل اصلی بستگی دارد:
- نوع تکنولوژی مورد استفاده (لیزری، نور ساختاریافته، فتوگرامتری و …)
- دقت و وضوح مورد نیاز در پروژه
- پیچیدگی و ابعاد قطعه یا محیط
- زمان و حجم پردازش دادهها
- تعداد قطعات یا تیراژ اسکن
هر چه قطعه پیچیدهتر، ابعاد بزرگتر و دقت بالاتری نیاز باشد، هزینه خدمات اسکن سهبعدی بیشتر خواهد بود، در حالی که سفارشهای تیراژ بالا معمولاً هزینه واحد کمتری دارند.
بهترین شرکت ارائه خدمات اسکن سه بعدی در ایران
در آرشیو صنعت میتوانید شرکتهای فعال در زمینه ارائه خدمات اسکن سهبعدی را جستجو کنید و مجموعهای متناسب با نیاز خود بیابید. آرشیو صنعت امکان دسترسی مستقیم به اطلاعات تماس شرکتها، دریافت مشاوره تخصصی و ثبت سفارش را فراهم میآورد.
مزایای دریافت خدمات اسکن سه بعدی از آرشیو صنعت
- صرفهجویی در زمان جستوجو و یافتن کارگاه یا شرکت متخصص در حوزه اسکن سهبعدی
- دسترسی به تیمهای مهندسی با تجربه و تجهیزات مدرن اسکن
- امکان مقایسه کیفیت و قیمت خدمات پیش از ثبت سفارش
- ارتباط مستقیم و بدون واسطه با شرکتهای ارائهدهنده خدمات
ثبت سفارش خدمات اسکن سه بعدی در آرشیو صنعت
برای ثبت سفارش خدمات اسکن سهبعدی کافی است از طریق اطلاعات تماس موجود در پروفایل شرکتها، مستقیماً با مجموعه مورد نظر ارتباط برقرار کنید. آرشیو صنعت اطلاعات شرکتها و متخصصین را در اختیار کاربران قرار میدهد و صحت اطلاعات هر پروفایل بر عهده صاحب پروفایل است.
سوالات متداول در مورد خدمات اسکن سه بعدی
بهترین اسکنرهای سه بعدی کدام هستند؟
انتخاب بهترین اسکنر سهبعدی بستگی به نوع کاربرد، بودجه، دقت مورد نیاز و شرایط محیطی دارد. با این حال، برخی مدلهایی که در سالهای اخیر بهعنوان گزینههای برتر معرفی شدهاند عبارتاند از:
- Revopoint MIRACO: انتخابشده بهعنوان بهترین اسکنر کلی در بازار فعلی
- Creality CR-Scan Ferret Pro: گزینهای محبوب برای مصارف عمومی با نسبت قیمت به کارایی مناسب
- Shining3D Einstar: مناسب برای کاربران نیمهحرفهای
- 3DMakerPro Seal: جمعوجور و قابل حمل
- Creality CR-Scan Raptor: مناسب پروژههای بزرگتر با دقت بالاتر
در صنعت ایران هنگام انتخاب اسکنر باید به موضوعاتی مثل خدمات پس از فروش، واردات، قطعات یدکی و پشتیبانی فنی توجه ویژه داشت.
نام محبوب ترین برنامه اسکن سه بعدی با موبایل چیست؟
یکی از شناختهشدهترین و پرکاربردترین برنامههای اسکن سهبعدی برای موبایل Polycam است.
علاوه بر آن، گزینههای دیگری نیز محبوباند مثل:
- Qlone
- RealityScan
- WIDAR
- KIRI Engine