6 главных тенденций в индустрии 3D‑сканирования

Специалисты экспертного центра 3D‑решений TWIZE внимательно следят за новейшими трендами и разработками в сфере 3D‑технологий. По их мнению, именно эти шесть тенденций сегодня определяют актуальность и эффективность внедрения 3D‑сканеров для ускорения и упрощения обратного проектирования и контроля качества как в НИОКР, так и на производстве.

1. Импортозамещение и необходимость в восстановлении деталей и усовершенствовании новых решений

В последние годы тема импортозамещения стала критически важной для многих отраслей. Ограниченный доступ к зарубежным комплектующим усиливает интерес к технологиям, позволяющим быстро и точно воссоздавать необходимые детали, — именно здесь 3D‑сканеры и выходят на первый план.

Так, например, сейчас с помощью 3D‑сканирования и последующего реверс-инжиниринга восстанавливают изношенные или снятые с производства компоненты, когда нет КД или CAD‑модели.

Для этого осуществляется оцифровка детали с помощью сканера. Далее устраняются погрешности, сканы сшиваются и формируется единая трехмерная модель. Затем полученную модель дорабатывают в специализированном ПО и, если необходимо, вносят конструктивные изменения. После чего деталь можно напечатать на 3D‑принтере либо изготовить традиционным способом.

2. Интеграция 3D‑сканеров в процессы диагностики, ремонта и ТОиР

Современные предприятия активно внедряют 3D‑сканирование в процессы жизненного цикла продукции, особенно на этапах ремонта и технического обслуживания. Технология оказывается особенно ценной при работе с деталями, имеющими сложную геометрию, в том числе крупногабаритными или нестандартными. В таких случаях традиционные методы измерений часто не дают нужной точности или процесс занимает много времени. 

Применение 3D‑сканирования позволяет получить высокоточную цифровую модель объекта, что значительно сокращает время на диагностику и планирование восстановительных работ. В результате снижаются не только сроки простоя оборудования, но и общие затраты на его обслуживание и восстановление.

Также 3D‑сканер решает следующие задачи:

• Анализ состояния оборудования. Он помогает определить возможные повреждения, износ или отклонения от нормы, что дает возможность проводить мониторинг и планировать необходимый ремонт до возникновения серьезных неисправностей.
• Создание цифровых моделей. На основе сканирования создаются точные 3D‑модели объектов, которые позволяют инженерам оценить возможные пути модернизации, выбрать оптимальные методы восстановления или предложить альтернативные решения для ремонта.
• Прогнозирование износа. 3D‑сканирование позволяет оценить степень износа оборудования с высокой точностью, что важно для предсказания сроков его работы. Данные, полученные при сканировании, позволят прогнозировать неисправности и предотвращать их до того, как они станут критическими.

3. Расширяется сфера применения 3D‑измерений в аддитивном производстве (контроль геометрии финального изделия)

3D‑сканирование помогает стандартизировать контроль качества и снижает риск ошибок, связанных с человеческим фактором. В связи со все более широким внедрением 3D‑печати актуальным становится контроль геометрии моделей, созданных аддитивными методами, с использованием сканера.

Технологии лазерного и оптического сканирования дают возможность быстро получать цифровую модель напечатанного изделия и сравнивать ее с эталонной CAD‑моделью. На основе такого анализа строится карта отклонений — наглядная визуализация расхождений по всей поверхности объекта. Это дает возможность оперативно принимать решения о необходимости доработки, повторной печати или корректировки параметров производственного процесса.

4. Разработка сложных и персонализированных решений

3D‑сканирование активно применяется для разработки кастомизированных или нестандартных конструкторских решений в отраслях, где требуется высокая точность и адаптация под конкретные задачи, таких как машиностроение, авиация, судостроение, автомобильная промышленность, медицина.

После получения скана создается полигональная 3D‑модель, которая может быть преобразована в твердотельную CAD‑модель, используемую в процессе конструкторской разработки изделия. Затем модель проходит виртуальные испытания — например, методом конечных элементов (FEA), что позволяет смоделировать поведение детали в реальных условиях эксплуатации. Это помогает заранее выявить слабые места и внести коррективы до начала производства. После успешного тестирования цифровая модель готова к применению на производстве.

5. 3D‑сканирование с высоким разрешением в режиме реального времени

Всё более востребованным становится запрос на получение большого объема данных с высокой детализацией, и современные системы 3D‑измерений соответствуют подобным требованиям. 3D‑сканирование обеспечивает высочайшую скорость, мобильность и оперативность, и будет идеальным решением при потоковом контроле, измерениях крупногабаритных объектов на производственных линиях или при выездных работах. Еще большая эффективность достигается благодаря интеграции сканеров с роботами.

Современные 3D‑сканеры оснащены ПО, которое в реальном времени отображает процесс сканирования на экране. Оператор мгновенно видит, какие участки уже оцифрованы, а где остались пробелы или присутствует шум. Это позволяет оперативно корректировать положение сканера, обеспечивая максимально полное получение данных. 

6. Применение смежных технологий для визуализации данных (например, интеграция 3D‑сканеров и лазерных проекционных систем)

Одной из наиболее перспективных тенденций в области производственных технологий является интеграция 3D‑сканеров с системами визуализации, в частности — с лазерными проекционными установками.

Она позволит  визуализировать полученные в ходе сканирования данные непосредственно на рабочей поверхности или детали. Лазерный проектор будет проецировать на объект визуальные метки, например, участки с отклонениями.

Использование такого решения позволит значительно сократить количество ошибок, ускорить процесс производства и снизить требования к уровню квалификации персонала.