En la era digital actual, casi ningún ingeniero trabaja en tableros de dibujo. En su lugar, todos los trabajos de diseño y producción industrial se realizan en programas de CAD.
El modelado 3D por ordenador no sólo permite ver un objeto desde diferentes ángulos, sino que también facilita la identificación de posibles puntos débiles en el diseño.
Hoy en día, los diseñadores tienen acceso a grandes bibliotecas de objetos 3D disponibles en diferentes formatos, como STL, PLY, OBJ, MAX y otros. Sin embargo, ¿qué ocurre si necesitas crear un modelo 3D a partir de un objeto físico que tienes? Para ello, necesitará un escáner 3D que cumpla con sus especificaciones.
Escáner 3D Sense de 3D Systems (2ª generación)
Métodos de escaneo 3D
Los escáneres 3D modernos pueden agruparse en función de sus métodos de escaneado. Los métodos son:
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a) Escáneres activos
Estos escáneres iluminan un objeto con luz de una determinada longitud de onda o con un láser. Tras la iluminación, los escáneres captan el reflejo y construyen un mapa geométrico del objeto basándose en él.
b) Escáneres pasivos
Estos escáneres 3D no emiten nada. En su lugar, se basan en la luz del espectro visible reflejada por el objeto.
Ahora que conocemos las principales clasificaciones de los escáneres 3D, descubramos cómo puede elegir el adecuado para la impresión 3D
Cómo elegir un escáner 3D para la impresión 3D
Para encontrar el escáner 3D adecuado, hágase las siguientes preguntas:
1. ¿De qué tamaño son los objetos que pretende escanear?
El tamaño del objeto que va a escanear determinará el campo de visión que debe tener su escáner 3D.
Escaneo de objetos de gran tamaño
Si está planeando digitalizar coches, elementos arquitectónicos de edificios y otros objetos grandes, necesitará un escáner con un amplio campo de visión. Sólo hay un puñado de empresas que producen este tipo de dispositivos. Por ejemplo, Leica y Faro producen escáneres 3D de grado profesional en el rango de precios de 30.000 a 100.000 dólares.
Si necesita un dispositivo más asequible, busque los escáneres 3D de Matterport. Son algo inferiores a los equipos de clase elite en términos de funcionalidad. Sin embargo, son fáciles de montar y utilizar.
Escaneo de objetos de tamaño medio
Si su objetivo es digitalizar objetos de tamaño medio (de 0,3 a 5 metros), le conviene utilizar un escáner láser 3D. Estos dispositivos pueden estar montados en un trípode o ser portátiles.
Los escáneres 3D montados en trípodes son más precisos. Sin embargo, los de mano son más móviles y, por tanto, escanean más rápido.
Los escáneres láser 3D son los más populares del mercado. Por ello, sus características, funcionalidad y costes varían mucho.
Los principales fabricantes de escáneres láser 3D son RangeVision, 3D Systems y Creaform. Thor3D, que lanzó el primer escáner 3D inalámbrico del mundo en 2015, es también una de las empresas con grandes escáneres láser 3D.
Escáner 3D Thor3D
Escaneo de Objetos Minúsculos
Si pretende escanear objetos microscópicos o áreas individuales muy detalladas de los objetos, necesitará un escáner 3D con función de microscopio 3D. Los mejores de estos escáneres son fabricados por la empresa japonesa Keyence.
Estos escáneres 3D de alta precisión se utilizan en campos muy especializados. A menudo se compran como complementos de las impresoras 3D dentales o de las impresoras 3D de joyería.
Si se necesita una precisión aún mayor, los CMD de Nikon vendrán al rescate. Los equipos de este gigante japonés le permitirán crear modelos 3D con una precisión inalcanzable con cualquier otro dispositivo. Sin embargo, estos dispositivos son bastante caros. El precio típico parte de los 100.000 dólares.
2. ¿Necesitas capturar la textura de un objeto?
Antes de comprar un escáner 3D, considere si va a necesitar capturar la textura de un objeto. La mayoría de los escáneres modernos no son capaces de hacerlo. Para aquellos que pueden capturar la textura, la funcionalidad es principalmente un complemento secundario mientras que la prioridad es obtener un mapa geométrico preciso del objeto.
Si es importante transmitir con precisión la textura de un objeto (por ejemplo, al crear una copia en 3D de una exposición en un museo), averigüe la resolución con la que el escáner 3D la captura. Además, compruebe ejemplos de objetos que el escáner 3D haya escaneado.
Si la captura de la textura de un objeto no es importante, elija una versión económica del escáner y céntrese únicamente en la precisión de la determinación de los vértices geométricos.
3. ¿Necesitas alta resolución?
Con los escáneres 3D, la “resolución” se refiere a la separación mínima entre las irregularidades del objeto escaneado. Por ejemplo, si hay dos protuberancias o depresiones en un plano, la resolución especificada en las características del escáner 3D indicará la separación mínima en la que estos elementos geométricos no se fusionarán y serán visibles en el modelo 3D final.
Por lo general, el fabricante indica la resolución en milímetros o micras. Cuanto menor sea el valor, mayor será la resolución del escáner y más detalles pequeños podrá resaltar en el modelo 3D construido.
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La resolución es una de las características más importantes a las que hay que prestar atención al elegir un escáner 3D.
Veámoslo con más detalle.
A primera vista, puede pensar que la alta resolución es mejor y que siempre debe establecer el valor máximo en la configuración del escáner. Sin embargo, esto no es del todo cierto.
En la práctica, la gente compra escáneres 3D de alta resolución. Sin embargo, la mayoría de las veces, dejan esta cifra en valores medios al escanear.
Una mayor resolución requiere más potencia de cálculo, ya que al trabajar con CAD, el ordenador tendrá que procesar varias veces más vértices geométricos. Lo mismo ocurre al imprimir una figura escaneada en una impresora 3D. Debido a la mayor complejidad de la geometría, el procedimiento será mucho más largo.
A alta resolución, el tamaño del archivo también es grande. Así, por ejemplo, con una resolución de 0,7 mm, un modelo 3D de una pequeña escultura (60 cm de altura) tenía 156 Mb. Con una resolución de 0,5 mm, el tamaño del archivo del modelo era de 308 Mb. Un aumento de la resolución de tan sólo 0,2 mm suponía multiplicar casi por dos el tamaño del archivo.
En nuestra opinión subjetiva, si no hay una necesidad clara de gran detalle, no tiene sentido pagar de más por un escáner 3D de alta resolución.
Para facilitarle la elección de un escáner 3D, he aquí los ajustes de resolución recomendados para varios objetos:
- Joyas: 0,08 – 0,35mm
- Labios, ojos y orejas 0,2 – 0,5 mm
- Cara: 0,5 – 0,8 mm
- Adulto de estatura completa: 1,6 – 3 mm
- Coche de pasajeros: 2,5 – 4 mm
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Hay muchos ejemplos en los que la alta resolución no es necesaria. De hecho, configurarla al alza en los ajustes sólo ralentizará el proceso de escaneado, procesamiento del modelo y posterior impresión en una impresora 3D.
Por ejemplo, digamos que quieres hacer una figura humana de cuerpo entero de 30 cm de tamaño.
Para esta tarea, no necesita un escáner 3D de alta resolución, ya que en el producto final apenas podrá ver arrugas, lunares o cualquier otro rasgo pequeño. ¿Por qué entonces sobrecargar el equipo con datos innecesarios? Una resolución de 2 a 2,5 mm será suficiente.
Además, supongamos que quiere escanear objetos grandes con una geometría sencilla (por ejemplo, muebles). Al crear un modelo 3D de tales objetos, es importante transmitir correctamente su forma, y no revelar todas las asperezas, astillas o grietas.
[su_note]¡Importante!
Para evitar daños en la retina, no se recomienda utilizar escáneres láser 3D para escanear rostros. [/su_note]
4. ¿Qué equipo tiene ya?
Al elegir un escáner 3D, piense en el equipo que ya tiene. No es necesario comprar un escáner 3D de alta resolución si la impresora 3D que tiene no puede reproducir todos los detalles del objeto escaneado.
Además, la potencia de procesamiento de la estación de trabajo que tiene también es importante. Puede llevar más de un día procesar un modelo de camión escaneado con una resolución de 0,4 mm, incluso para un ordenador de gama alta con un procesador i7 6900K y una tarjeta de vídeo Nvidia QUADRO P5000.
Además, no estará asegurado contra los desbordamientos de búfer y otros errores. En caso de que se produzcan estos errores, habrá que reiniciar todo el procedimiento.
Resumen
Existen muchos dispositivos para una gran variedad de tareas de escaneado 3D. Si se dispone del escáner 3D adecuado, se puede realizar fácilmente la ingeniería inversa de cualquier objeto.
Hoy en día se crean museos virtuales con la ayuda de escáneres 3D. En el desarrollo de juegos, los escáneres 3D se utilizan para digitalizar los rostros de los actores. Además, los expertos forenses estadounidenses no sólo toman fotografías, sino que también escanean las escenas del crimen para crear modelos 3D detallados.
Para encontrar el escáner 3D adecuado para usted, es importante conocer las tareas que desea resolver. Responder a las preguntas anteriores reducirá considerablemente su búsqueda del dispositivo adecuado.
