A mai piacon úgy tűnik, hogy minden 3D szkenner hasonló műszaki jellemzőkkel rendelkezik, mintha a gyártók a versenytársaik adatait néznék, és ugyanazokat a számokat használnák. Az adatlapok, marketingvideók és még a termékek megjelenése is hasonló, ami megnehezíti a minőség megkülönböztetését pusztán a műszaki adatok alapján.
Tehát, amikor több lehetőség is felmerül, hogyan ismerhetjük fel a magas minőségű 3D szkennert?
Ebben a blogbejegyzésben a Creaform három gyakorlati tesztet mutat be, amelyekhez nincs szükség kalibrált etalonokra, és segítenek meghatározni, hogy a műszaki specifikációkban szereplő adatok valóban elérhetőek-e a valós életben, vagy csupán számadatok, amelyek papíron nem jelentenek kézzelfogható értéket. Ezek a tesztek segítenek azonosítani azokat a gyártókat, akik alaposan kifejlesztették és tesztelték a 3D szkennereiket.
Alakhiba mérés (Hengeresség)
A GD&T-ben az alakhiba a megmunkált alkatrész eltérése az ideális alakjától, mint például egy sík vagy henger. Az alakhiba mérése jó mutatója a 3D szkenner minőségének, mivel azt mutatja, hogy a szenzor mennyire képes mérni az alakhiba valódi értékét. A magas minőségű 3D szkennerek olyan méréseket adnak, amelyek nagyon közel állnak a névleges értékhez, míg az alacsony minőségű 3D szkennerek jelentős eltéréseket mutathatnak.
Teszt #1: Hengeresség teszt
Egy egyszerű hengeresség teszt értékes információkat nyújthat a 3D szkenner nyers adatainak minőségéről.
A 3D szkenner minőségének értékelésekor a legfontosabb szempont a nyers adat, amely egy kiterjedt pontszűrési folyamaton megy keresztül. Kétségtelen, hogy ha a nyers adat zajos és alacsony minőségű, akkor kérdéses 3D modellekhez vezethet.
Az eredmény: Egy henger vagy egy gomba
Ha nagy felbontásban nem tudsz jó hengerességi értéket elérni, és nem látod tisztán a henger szélét derékszögben, az arra utal, hogy a szenzor gyenge minőségű nyers adatokat rögzít. Ez aggodalmakat vet fel az egész adatgyűjtési és elemzési folyamattal kapcsolatban.
Amikor egy henger gombának tűnik, az azt jelzi, hogy a 3D szkenner nyers adatai zajosak. Ennek következményeként a szoftver rekonstrukciós algoritmusokat alkalmaz, hogy simítsa a henger testét és éleit (és jobban nézzenek ki az adatok), így gomba alakot hozva létre. Azonban ezek az algoritmusok különböző nem kívánt hatásokat is okozhatnak.
A gyenge minőségű, zajos nyers adatok nagy szórással rendelkező pontfelhőt eredményeznek. Tehát hogyan tudjuk megállapítani, hogy mi az igazi felület ebben a pontfelhőben? Hogyan biztosíthatjuk, hogy a háló pontos nyers adatok és valódi felületi pontok felhasználásával készüljön el? Vannak-e rejtett simított felületek nagy felbontásban, amelyek befolyásolhatják a háló pontosságát?
Creaform, a kézi 3D szkenner feltalálója
A kézi 3D szkennerek úttörőjeként a Creaform egyedülálló szakértelemmel rendelkezik, amely biztosítja a felvett adatok minőségét minimális zajjal. Ennek következtében a felületi rekonstrukciós algoritmusok hatékonyabban működnek, mivel nem kell simítaniuk az alacsony minőségű felületi pontokat, így garantálva a következetesen magas minőséget.
Teszt #2: Térfogatpontossági teszt
Ez a teszt arra irányul, hogy bemutassa a 3D szkenner mérési pontosságának következetességét. Egy magas minőségű 3D szkennernek ismételhetőnek kell lennie, azaz minimális eltérésekkel kell ismételhető mérési eredményeket produkálnia. Ezzel szemben egy alacsony minőségű 3D szkenner következetlen eredményeket adhat, ha ugyanazt az alkatrészt többször mérik, vagy több operátor végzi el a mérést.
Ennek következményeként, amikor ugyanazt az alkatrészt többször mérik, az eredményeknek kis szórással kell rendelkezniük, és hasonlóak kell legyenek, akár egy operátor, akár több végzi el őket.
Ismételhetőség teszt: Egy operátor öt egymást követő mérést végez
Reprodukálhatóság teszt: Öt operátor mindegyike elvégzi ugyanazt a mérést
Mindkét tesztnek valamekkora szórással rendelkező eredményeket kell adnia.
A térfogati pontosság értékeléséhez nincs szükség kalibrált referenciaeszközre vagy etalonra. Bármilyen alkatrészt mérhetünk egy bizonyos időszakon belül (pl. ugyanazon a napon, ugyanabban az órában). Az eredmények még nyilvánvalóbbak nagyobb alkatrészek esetén.
Tekintsd meg, hogyan végezhetsz térfogati pontosság tesztet.
Az eredmény: Ugyanaz az alkatrész, azonos méretek vagy sem
Ha az eredményeknek nagy a szórása, az jó indikátora annak, hogy a műszaki adatlapokon szereplő térfogati pontosság valószínűleg rossz.
Ha két sík között mérsz, amelyek 2 méter távolságra vannak egymástól, és ez a távolság több mint 15 µm/m mértékben változik, azaz két egymást követő mérés során összesen 30 µm eltérés van, nehéz azt állítani, hogy a 3D szkenner térfogati pontossága 15 µm/m.
Más szóval, ha egy autót kétszer mérsz egymás után, és az első mérés egy bizonyos dimenziót ad, a második pedig 2 mm-rel kevesebbet, hogyan lehet a szenzor térfogatpontossága 1 mm/m alatt? És amikor két mérés eltér, melyik a helyes?
Creaform, több mint 20 évnyi innováció a 3D szkennelésben
A Creaform hasonló problémákkal szembesült kutatás-fejlesztési munkájának első éveiben, de idővel megszerezte azt a tudást és szakértelmet, amely lehetővé tette számukra ezen problémák leküzdését és megoldását. Tekintettel arra, hogy a Creaform 10 év előnnyel rendelkezik az innováció és termékfejlesztés terén más 3D szkenner gyártókkal szemben a piacon, láthatjuk, hogy mely problémákat nem tudtak megoldani egyes gyártók.
Teszt #3: Hőmérsékleti stabilitási teszt
A 3D szkenner minőségének egyik másik mutatója a különböző környezeti feltételekhez való alkalmazkodóképessége, például hőmérséklet változások. A magas minőségű 3D szkennerek úgy vannak tervezve, hogy különböző körülmények között is stabilak maradjanak, míg az alacsony minőségű szkennerek érzékenyebbek lehetnek a környezeti változásokra.
Egy másik módja annak, hogy megkülönböztessük a magas és alacsony minőséget, az a gyakoriság, amellyel a 3D szkenner újra kalibrálást igényel a pontosság fenntartásához. A magas minőségű 3D szkennerek jellemzően hosszabb ideig kalibráltak maradnak, míg az alacsony minőségű szkennerek gyorsan eltérhetnek, és gyakori újrakalibrálást igényelhetnek.
A teszt elvégzéséhez egyszerűen csatlakoztasd a 3D szkennert, és mérj meg egy alkatrészt, bármilyen alkatrészt. Ezután ismételd meg a mérést 20 perc, 1 óra és 2 óra elteltével. Helyezd egymásra az eredményeket. Az eredmények következetesek?
Tekintsd meg, hogyan végezhetsz hőmérsékleti stabilitási tesztet.
Az eredmény: Szükséges a folyamatos újrakalibrálás, vagy sem
A magas minőségű 3D szkennereknél különböző mechanizmusok (elsősorban szoftveres megoldások) kezelik a hőmérsékleti tágulást a szenzoron belül, biztosítva a stabil és megbízható méréseket hosszú időn keresztül. Azonban ezek a mechanizmusok hiányoznak az alacsony minőségű 3D szkennereknél, ezért az eredmények hajlamosak eltérni.
A megoldás a mérhetőség és a hőmérsékleti eltolódások kezelésére a 3D szkenner újrakalibrálása. Azonban ez gyorsan kényelmetlenné, sőt fájdalmassá válhat a felhasználók számára, ha minden egyes használat előtt újra kell kalibrálniuk a szenzort a nap folyamán.
Creaform: Magas minőség, amely a szigorúságból és a tanulásból született
2005 óta a Creaform széleskörű tudásra és szakértelemre tett szert a szoftverfejlesztés és a mechanikai tervezés terén. Ez a szakértelem magában foglalja a lencse tervezést, a komponensfűtés végeselem-elemzését, a hűtőbordák elhelyezését és még sok mást.
Mindez a mechanikai mérnöki tudás mind az optomechanikai szerkezet (a lencsék kifejlesztése a CMOS szenzorra), mind a fizikai szerkezet (a fogantyú pontos elhelyezése a szenzor külső szerkezetén, hogy elkerüljük a nyomás alkalmazását és a kamerák elmozdulását) fejlesztésére irányult. Ez az ismeret a felhasználói és gyári kalibrálási folyamatokat is magában foglalja.
A folyamatos tanulásnak és fejlődésnek köszönhetően a Creaform következetesen képes mikrométereket eltávolítani – nemcsak a specifikációs lapon, hanem a való életben is. Ezt nevezzük akkreditált pontosságnak (link a korábbi bloghoz). A fókuszunk túllép a műszaki adatlapokon szereplő számokon. Célunk, hogy bemutassuk és fenntartsuk a stabilitást és ismételhetőséget a valós alkalmazásokban, mindig arra törekedve, hogy bemutassuk a Creaform 3D szkennerek magas minőségét.
Az eredeti cikket a Creaform készítette
