Hoy en día, la mayoría de la gente está familiarizada con el concepto de impresión 3D. Muchas empresas utilizan las modernas impresoras 3D para recrear diseños y modelos de diversas formas y tamaños. Algunas empresas no sólo crean artículos pequeños (por ejemplo, fundas de teléfono, recuerdos, zapatillas), sino también objetos grandes (por ejemplo, casas, piezas de motor, etc.)
Sin embargo, todo esto sería imposible sin los escáneres 3D. Los escáneres 3D permiten copiar con precisión casi cualquier cosa: hablemos de edificios y estructuras enormes, seres humanos, animales, objetos pequeños y mucho más.
Siga leyendo para saber más sobre esta tecnología de escaneado 3D.
¿Qué es el escaneado 3D?
El escaneado 3D se remonta a la década de 1960. La tecnología se desarrolló para ayudar a transferir los parámetros físicos de un objeto a un formato digital en forma de modelo 3D. La necesidad de esta tecnología surgió a medida que aumentaba el uso de ordenadores en la vida cotidiana y en la producción.
Los primeros escáneres 3D eran bastante sencillos. Estos equipos no tenían una amplia gama de funcionalidades. Poco a poco, los escáneres fueron mejorando y haciéndose más complejos, lo que permitió conseguir imágenes aún más claras de los objetos.
Hoy en día, la tecnología de escaneado 3D ha cobrado aún más relevancia con la llegada del láser.
Los escáneres 3D permiten transferir los datos de los objetos a formato digital
El escaneo 3D ha abierto nuevas oportunidades en diversos campos, como la automoción, el ejército, el diseño, la medicina y el cine, entre otros.
¿Cómo funcionan los escáneres 3D?
Un escáner 3D es un dispositivo que escanea un objeto y lo digitaliza mediante sensores. A continuación, el dispositivo utiliza la información recibida para crear un modelo 3D. Un escáner 3D puede crear una copia digital de cualquier objeto físico. Esto es lo que lo diferencia de los escáneres convencionales, que sólo pueden leer información de documentos y fotos.
El proceso de escaneado puede llevarse a cabo de diferentes maneras. El proceso suele depender del tipo de escáner 3D y de la tecnología utilizada, así como del objeto a escanear (es decir, si el objeto está inmóvil o en movimiento).
Tecnologías de escaneo 3D
Existen dos tipos principales de escáneres 3D: los láser y los ópticos. Su principal diferencia radica en cómo y con qué se “eliminan” los datos. Veamos con más detalle ambas tecnologías.
Escaneado 3D por láser
Como su nombre indica, la exploración 3D por láser se lleva a cabo mediante un láser. La exploración puede realizarse tanto a corta como a larga distancia del objeto.
Escáner láser
La mayoría de los escáneres láser 3D funcionan según el principio de la triangulación. En este caso, la cámara encuentra un rayo en la superficie de un objeto y mide la distancia hasta él. Después, se crea una nube de puntos, cada uno de los cuales tiene sus propias coordenadas en el espacio. Por último, se construye un modelo 3D basado en estos puntos.
Los escáneres láser 3D son asequibles, fáciles de usar y tienen una gran precisión de escaneado. Sin embargo, existen restricciones en cuanto a la distancia y el tamaño del objeto que se puede escanear.
También hay un tipo de escáner láser que funciona midiendo el tiempo de respuesta de un rayo desde la superficie de un objeto. Esto se conoce como telémetro láser.
Los telémetros láser se utilizan sobre todo para crear modelos 3D de edificios y estructuras. Los escáneres son poco prácticos para utilizarlos en distancias cortas, ya que su tiempo de respuesta será corto y la precisión de los datos reducida. Este escáner destaca por su rápida velocidad de escaneado y la capacidad de leer detalles finos.
La principal desventaja de los escáneres láser es que no pueden utilizarse para escanear objetos en movimiento. En tal caso, se pueden utilizar escáneres 3D ópticos.
Escáneres ópticos 3D
Los escáneres ópticos 3D filman un objeto iluminado por un proyector especial con una o varias cámaras desde distintos ángulos. A partir de la imagen resultante se construye una imagen 3Dl.
Escáner óptico
El inconveniente de esta tecnología es que resulta difícil escanear superficies reflectantes y que transmiten luz (es decir, objetos brillantes, especulares o transparentes). Sin embargo, al escanear a una persona, los dispositivos funcionan perfectamente.
Técnicas de digitalización 3D
Cualquier objeto puede ser digitalizado mediante métodos de contacto o sin contacto. Con el método de contacto, es necesaria la interacción activa con el sujeto. Con el segundo método, no es necesario el contacto.
Ambos métodos tienen sus ventajas y desventajas.
Escáneres 3D de contacto
Estos escáneres tienen una sonda mecánica con un sensor especial que mide los parámetros y transfiere la información recogida al dispositivo. Con estos dispositivos, el objeto a examinar se coloca en una superficie especial y se fija (si es necesario).
Este estrecho contacto físico permite determinar con precisión y luego construir una imagen en 3D del objeto. Sin embargo, existe un pequeño riesgo de dañar el prototipo.
Escáneres 3D sin contacto
Esta categoría incluye todos los dispositivos que pueden escanear a distancia. Los escáneres también pueden utilizarse para obtener datos de objetos situados en lugares de difícil acceso.
Escáner 3D sin contacto
Con estos dispositivos, se dirige un flujo de radiación (puede ser ultrasonido, luz, rayos X o un láser) a un objeto y se refleja en él. Esta radiación es reconocida por un escáner 3D.
Los escáneres funcionan según un principio similar al de las cámaras de vídeo. Además, pueden ser necesarios dispositivos adicionales para una mejor iluminación.
Hay dos tipos de escáneres 3D sin contacto:
- Escáneres activos
Estos escáneres funcionan con la ayuda de un rayo láser o luz estructurada dirigida a un objeto. Cuando la luz se refleja, el escáner da información sobre la ubicación del objeto en forma de coordenadas.
- Escáneres pasivos
Estos escáneres utilizan telémetros de tiempo de vuelo, que leen el tiempo y la distancia que el rayo láser recorre hasta el objeto en cada punto del espacio. Esto permite, en última instancia, recrear con precisión su imagen en 3D.
Los escáneres 3D de sobremesa son muy populares y ampliamente utilizados. Estos escáneres son sencillos y seguros de usar, no requieren ninguna habilidad técnica especial y son bastante baratos. Un buen ejemplo de estos escáneres es el escáner 3D EinScan-SE. Este dispositivo puede utilizarse tanto en casa como en la oficina. Además, tiene acceso a la API de muchas impresoras 3D populares. Por lo tanto, puede enviar inmediatamente el modelo 3D creado para su impresión.
Tipos de escáneres 3D según su uso
Existen diferentes tipos de escáneres 3D. Los principales son:
- Manual. Se trata de modelos sencillos y fáciles de usar. Son bastante compactos y no requieren conocimientos especiales. Sin embargo, sus capacidades técnicas pueden ser algo limitadas…
- Portátiles. Estos escáneres se utilizan principalmente para el trabajo de campo, ya que se pueden transportar fácilmente.
- De sobremesa. Estos escáneres tienen una funcionalidad avanzada y se utilizan para crear modelos 3D de alta calidad. La mayoría de los escáneres se utilizan en las oficinas.
- Estacionarios. Estos escáneres suelen utilizarse en la producción de las empresas, ya que pueden escanear un gran número de objetos del mismo tipo a la vez. Los dispositivos se instalan en mesas giratorias especiales.
Calibración del escáner 3D de mano
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Entre los distintos tipos de escáneres 3D, puede encontrar uno que esté pensado para la tarea específica en la que va a participar. En algunos casos, los escáneres pueden obtener por sí solos los datos de los objetos físicos. En otros casos, una persona tiene que mover el escáner secuencialmente alrededor del objeto hasta recoger toda la información necesaria.
Los escáneres 3D portátiles, como el Calibry, están muy solicitados. Estos escáneres, aparentemente sencillos, tienen una gran resolución y precisión de escaneado. Por ejemplo, el Calibry puede escanear objetos de 0,2 a 10 metros de longitud. Los objetos con una superficie no estándar (por ejemplo, oscuros o brillantes, con muchas esquinas y pequeños detalles) no son un problema para escanear con este dispositivo. Este escáner es fácil de transportar ya que sólo pesa 900g
Ventajas y desventajas de los escáneres 3D
¿Necesita realmente un escáner 3D teniendo en cuenta lo caro que puede resultar?
El escaneado 3D se ha convertido en una parte integral de cualquier proceso de fabricación moderno
Para ayudarle a determinar si necesita este equipo, veamos sus ventajas e inconvenientes.
Ventajas
- Puede escanear objetos en lugares remotos o inaccesibles
- Los escáneres pueden “leer” no sólo colores e imágenes, sino también transmitir la textura de la superficie
- Los escáneres aceleran el proceso de toma de datos de un objeto, por muy complejo que sea
- Los escáneres vienen en diferentes modelos, incluyendo opciones de mano o portátiles. Por tanto, puede elegir el que más le convenga.
Desventajas
- Algunos escáneres no pueden detectar objetos transparentes, negros o blancos. En este caso, se requiere su preparación previa (procesamiento con una composición especial).
- Algunos escáneres no siempre muestran correctamente los objetos complejos. Esto ocurre especialmente con los objetos que tienen muchas inserciones y particiones.
- Para obtener un resultado de alta calidad, hay que ser hábil con el software de modelado 3D
- Es costoso reparar los dispositivos en caso de que sus piezas fallen.
Si necesita copias de objetos en 3D de alta precisión y calidad, no puede prescindir de un escáner 3D. Este dispositivo puede utilizarse tanto en interiores como en exteriores, y con cualquier tipo de objeto. La amplia gama de modelos de escáneres 3D disponibles hace que sea fácil encontrar uno que se adapte a usted en términos de calidad y precio.
Cómo elegir un escáner 3D
Si está buscando comprar un escáner 3D, hay dos cosas importantes que debe tener en cuenta. Se trata de las características del dispositivo que desea, así como su precio.
Elegir el escáner 3D adecuado es una cuestión de responsabilidad
A continuación se indican las principales cuestiones técnicas que hay que tener en cuenta cuando se piensa en comprar un escáner 3D, ya que pueden determinar los resultados de escaneado que se obtendrán:
- Precisión. Cuanto mayor sea la precisión del escáner, más detallado será el resultado del escaneo.
- Resolución. La resolución determina la calidad del resultado del escaneo.
- Alcance. Averigua lo cerca/lejos que puede estar el dispositivo del objeto escaneado.
- Campo de escaneo. Determina el tamaño del objeto que se puede escanear en una sesión.
- ¿Capta el escáner varios tipos de superficies con características complejas (por ejemplo, canales, deflectores, agujeros, etc.)?
- Portabilidad. ¿Puede mover fácilmente el escáner? Esta característica también vendrá determinada por el tamaño del dispositivo.
- ¿Cuánto tiempo se tarda en tener el escáner listo para trabajar?
- ¿Cuánto dura el proceso de escaneado?
- Posibilidades de escaneo. ¿Puede el dispositivo escanear objetos de diferentes formas, texturas y materiales, así como funcionar en diversas condiciones (temperatura, iluminación, etc.)?
Por supuesto, los escáneres 3D de calidad suelen ser más caros. No obstante, debe considerar principalmente las tareas que va a realizar, antes de tener en cuenta otras características o capacidades del escáner.
Aplicación de los escáneres 3D
Los escáneres 3D se demandan en muchos ámbitos. Los dispositivos se utilizan tanto en aplicaciones industriales como de consumo. Algunos ejemplos de ámbitos en los que se utilizan los escáneres 3D son la medicina, la automoción, la industria manufacturera, la arquitectura, la construcción, el cine y el diseño, entre otros.
Por ejemplo, en odontología, los escáneres 3D pueden utilizarse para crear modelos 3D precisos de prótesis dentales. Un tipo de escáner de este tipo es el AutoScan DS-EX PRO de Shining 3D. Este dispositivo se adapta perfectamente a una gran variedad de tareas, es asequible y fiable.
Escáner 3D utilizado con fines médicos
Las tecnologías de escáner 3D también son indispensables en la ingeniería. Construir prototipos digitalmente es ahora más fácil y rápido que antes. Antes, el proceso requería tomar múltiples medidas manuales y luego introducirlas en una base de datos. Pero con el escáner 3D, ahora se puede recrear cualquier objeto físico en 3Dl de forma rápida y con un mínimo de errores.
En el cine, los personajes de fantasía cobran vida gracias a la tecnología de captura de movimiento. Esta tecnología permite crear personajes realistas, lo que sería imposible sin los escáneres 3D.
El escaneo 3D ha cambiado la forma de hacer las cosas en muchas industrias técnicas. Los escáneres 3D han facilitado el trabajo de los especialistas técnicos: ingenieros, diseñadores, maquetadores, etc. Sin embargo, para utilizar los dispositivos de forma óptima, es necesario estar familiarizado con el software para escáneres 3D.
