Numérisation 3D et scanner 3D

CourcellesDesign — 2011-06-21T10:38:35Z

Bienvenue sur le site dédié à la "numérisation 3D "

Ce site a pour vocation d'informer sur les technologies de numérisation 3D , les applications de numérisation 3D afin de faire connaître ce procédé qui peut-être appliqué dans de nombreux domaines d'activité. Ce site n'est pas exhaustif, et n'a pas la prétention de l'être mais permettra de donner une vision globale de la numérisation 3D . Pour des renseignements plus précis, sur des applications particulières ou sur un projet, n'hésitez pas prendre conseil via la rubrique contact.

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Par le biais de ces quelques pages, nous allons vous informer et vous illustrer en quoi ces technologies de numérisation 3D peuvent aller dans le sens de vos projets et surtout comment ils peuvent vous faire gagner du temps.

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CourcellesDesign — 2011-06-21T10:49:30Z

Les équipes de KALLISTO www.kallisto.net"> et d'AURORE ARKA www.aurore.pro"> sont à votre disposition pour répondre à vos besoins.

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CourcellesDesign — 2011-06-21T10:51:27Z

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CourcellesDesign — 2011-06-21T10:52:29Z

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CFAO Dentaire
Maquettage, Prototypage
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Le prototypage rapide (infos)
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La reproduction et duplication et réparation dans l'art et l'archéologie (infos)
L'impression 3D (infos)
La numérisation 3d (infos)
Le fraisage 3d numérique (infos)

Principe de la numérisation 3D

CourcellesDesign — 2011-06-21T13:48:55Z

Principe de fonctionnement d'un scanner 3D : comment fonctionne t'il ?

Scanner 3D :

Le principe de numérisation 3D d'un scanner 3D est la projection d'une forme définie sur un objet pour aller photographier sa déformée en décalé. Cette déformation permettra d'en déduire la géométrie dans l'espace et donc sa forme en 3d. La projection est le plus souvent une forme géométrique simple (ligne pour un laser, ou bandes rectilignes pour la lumière structurée ).

Scanner par balayage de lumière blanche

Le balayage de Lumière Blanche (le balayage de lumière structurée ) est utilisé pour décrire une vaste gamme d'équipements de numérisation 3D . La technique de base est de projeter un modèle connu de lumière (d'habitude blanche) et des capteurs d'utilisation (en général des caméras CCD) pour y capturer les images de l'objet ainsi que les modèles projetés. Pour capturer les informations 3D, des modèles multiples et/ou des capteurs multiples peuvent être utilisés. Si des modèles multiples sont projetés, le logiciel utilise des références et le changement de forme du modèle connu pour interpréter les mesures 3D. Si des capteurs multiples sont utilisés le logiciel utilise le modèle connu et des références entre des angles d'image pour déterminer les mesures 3D.

Photogrammétrie

La photogrammétrie est une technologie basée sur la photographie standard et la géométrie projective et a été à l'origine utilisée pour numériser de grands objets comme des bâtiments, des derricks et des entrepôts. Le principe de la photogrammétrie est de prendre des images multiples de l'objet et des points communs manuels ou automatiques à chaque photographie. Les points peuvent être ajoutés automatiquement ou manuellement pour créer les mesures 3D des parties souhaitées de l'objet. La photogrammétrie est souvent utilisée avec d'autres technologies de scan 3D pour fournir des mesures complètes de surface et conserver des tolérances serrées sur de grandes zones.

Vision Machine

La Vision machine est généralement utilisée pour détecter des informations en deux dimensions, comme des codes barres, pour classer des conditionnements. Une branche de la vision machine est la vision stéréo qui consiste en une paire de capteurs situés à une distance connue d'un objet, prenant deux images simultanément. Les images prises sont fusionnées, créant des points de correspondance entre eux. Le changement de position des points correspondants est identifié comme la disparité et en calculant la disparité de chaque point des deux images, les mesures 3D d'objets entiers peuvent être calculées.

Machine de coordonnées 3D

Les machines de mesure de coordonnées, plus généralement appelées CMM, sont des appareils de mesure qui utilisent des sondes mobiles. La position de la sonde est suivie à la trace par une série d'encodeurs le long de chaque axe de la machine. Ces encodeurs, apparentés à un mètre à ruban numérique, peuvent suivre à la trace le mouvement de la sonde de mesure au nanomètre ; la seule marge d'imprécision dans la mesure étant la rigidité de la machine elle-même. Les CMM sont aussi connues comme des sondes avec contact parce que la sonde doit "toucher" l'objet pour obtenir une mesure. Les CMM peut être fixes ou portables. Les CMM portables se présentent sous formes de bras. Ils sont plus pratiques mais parfois moins précis parce que le calibrage à tendance à de dérégler. Un CMM peut aussi être combiné avec un scan sans contact pour la numérisation des données superficielles complètes.

Destructive Slicing

La Destructive Slicing est un processus dans lequel de multiples images d'un objet sont prises d'un emplacement fixe. De fines bandes de l'objet sont enlevées entre chaque image. La distance jusqu'à l'objet est précisément contrôlée, donc on connaît l'échelle de chaque image. Après avoir entièrement découpé l'objet, les images sont empilées dans le logiciel de capture - aboutissant à un modèle 3D complet de l'objet.

Laser tracer :

Un laser tracer utilise la projection d'un laser, le retour du laser donne la distance du point d'impact. En multipliant des milliers de fois l'impact, un modèle 3D arrive à être redéfini. Les traceurs sont une catégorie d'équipements de numérisation 3D qui fonctionnent en suivant la position d'un appareil de mesure. Plusieurs techniques sont utilisées pour suivre l'appareil de mesure, telles que le laser, la position magnétique, la position optique et la position accoustique. Les différentes méthodes fonctionnent toutes en suivant la position du dispositif de mesure puis en en enregistrant la position à chaque fois qu'une mesure est prise par scan avec ou sans contact.

Tomographe :

Le tomographe est un appareil dans lequel on vient insérer le produit à numériser. L'appareil viens effectuer des mesures par tranche depuis l'extérieur de l'objet. Ce scanner permet de sortir des fichiers images de l'objet tranche par tranche. On peut avec un logiciel de reconstitution de fichier type IRM reconstituer l'objet en 3D. Les scans CT (tomographie par ordinateur) 3D ou les IRM (Imagerie pas Résonance Magnétique) sont obtenues par empilement d'une série de CT à l'aide d'un logiciel. Cela se fait en général en contrôlant précisément les étapes entre chaque section de scan CT ou d'IRM. Les données prises résultent en un modèle 3D de l'objet et contient l'ensemble de ses mesures physiques. Cette technologie a été initialement développée pour le domaine médical, mais elle est maintenant de plus en plus utilisée dans des applications industrielles.

Théodolite

Un équipement Théodolite est un télescope monté sur deux axes de rotation et est une technique de mesure communément utilisé dans des applications de relevés topographiques. L'angle d'un objet est précisément suivi et en prenant des mesures angulaires de plusieurs endroits, la distance jusqu'à l'objet peut être obtenue. Les Théodolites modernes sont contrôlés par ordinateur pour cible et mesurer les objets automatiquement.

Cette liste est une liste non-exhaustive...
Les avancées technologiques sont de plus en plus rapides et nous veillerons à la compléter au mieux afin de vous offrir le maximum de l'information sur la numérisation 3D .

Scanners 3D

CourcellesDesign — 2011-06-21T13:54:08Z

Technologies de numérisation 3D : Les scanners 3D

Il existe plusieurs famille de scanner 3D permettant la numérisation 3D . Parmi elles, deux grandes familles sortent du lot.

Scanner avec contact

Les scanners 3D avec contact sonde le sujet grâce à un contact physique et ont une bonne précision. Cependant, leur principe basé sur un contact physique, peut détruire ou altérer des objets fragiles. Un autre inconvénient de cette technologie est sa relative lenteur par rapports aux autres méthodes. Ce type de scanner est utilisé dans l'industrie pour leur précision. Ils permettent de mesurer des distances, des courbes avec autre précision, ce sont des outils de métrologie.

Bras de palpage

Le bras de palpage est un capteur positionné au bout d'un bras que l'on peut déplacer dans toutes les directions. On vient placer le capteur sur l'objet à numériser pour prendre les coordonnes x, y, z dans l'espace de ce point. En multipliant les prises de points on peut reconstituer des objets. Ce type de palpeur est destiné à reconstituer des objets techniques, constitués de surfaces planes, cylindres... La numérisation 3d par palpage est lent puisque la mesure s'effectue point par point. Elle peut être manuelle ou automatisée.

Découvrez toute une gamme de bras de palpage sur le site www.kallisto.net. Systèmes de palpage autonomes

Scanner sans contact

Les scanners sans contact émettent un laser, une frange lumineuse, un rayonnement et détectent sa réflexion afin de sonder un objet ou un environnement. Différents types de source de rayonnement sont utilisés : laser, lumière, ultrason ou rayon X.

Scanner 3D laser

Le scanner 3D laser est un scanner actif qui utilise la lumière laser pour sonder son environnement. Il pointe sur le sujet avec un faisceau laser créant une courbe lumineuse sur l'objet et utilise un appareil photo ou une caméra pour situer la courbe. En fonction de la distance jusqu'à une surface, la courbe prend des formes différentes en raison du positionnement décalé du laser et de la caméra. Ainsi, le laser balaie l'objet pour accélérer le processus d'acquisition réalisé par la caméra. Ensuite un logiciel vient en déduire la forme de l'objet en fonction de l'ensemble des courbes dont il dispose.

Scanner 3D à lumière blanche

Le scanner 3D à lumière blanche ou à frange est un scan actif qui utilise la lumière blanche (projecteur type rétro-projecteur) pour sonder son environnement. Il pointe sur le sujet une série de motifs lumineux (traits, carrés, ronds,...) avec le projecteur créant des images déformées sur l'objet et utilise un appareil photo ou une caméra décalée pour situer les motifs. En fonction de la distance jusqu'à la surface, les motifs prennent des formes différentes (déformations) en raison du positionnement décalé du laser et de la caméra. Ensuite un logiciel vient en déduire la forme de l'objet en fonction de l'ensemble des surfaces déformées dont il dispose.

Sécouvrez toute une gamme de scanner à lumière structurée sur le site www.kallisto.net. Scanner 3D Tomographiques

Scanner 3D Traceurs

Domaines d'Applications de la numérisation 3D

CourcellesDesign — 2011-06-21T13:57:29Z

La numérisation 3D est adaptée pour d'innombrable domaines d'activité et de nouveaux s'en découvrent chaque jour.

Les principaux et les plus rependus restent néanmoins :

La bijouterie et la joaillerie

Le médical

La numérisation 3D en image

CourcellesDesign — 2011-06-21T13:58:27Z

- Galerie Photos

Origine

Kallisto — 2011-07-06T14:54:51Z

La numérisation 3D est un concept inventé pour la première fois dans les années 80. Les produits permettant cette numérisation emploient diverses techniques mais dans l'ensemble des cas, on parlera de scanner 3D.

Les scanners laser 3D peuvent généralement être répertoriés dans trois catégories principales :

le laser par triangulation,
le scanner 3D pat détection de temps de vol ,
le scanner 3D par changement de phase.

Ces techniques de scan laser sont généralement utilisées indépendamment, mais peuvent aussi être combinées pour créer un système de scan plus polyvalent. Il existe aussi de nombreuses autres technologies de scan laser, hybrides ou combinant d'autres technologies de scan 3D comme l' « Accordéon Fringe Interferometry » (AFI – technologie révolutionnaire s'étendant au système laser linéaire 3D traditionnel d'interférométrie) ou l'holographie conoscopique (technique utilisée pour enregistrer des hologrammes en lumière incohérente au moyen d'un cristal bi-réfringent)

La triangulation laser est la technologie la plus utilisée, notamment sur les objets ne dépassant pas une voiture. Elle est réalisée en projetant une ligne ou un point laser sur un objet et en en capturant ensuite sa réflexion par un capteur situé à une distance connue de la source du laser. L'angle de réflexion en résultant peut être interprété pour rapporter les mesures 3D de l'objet.

Nous allons vous parler dans ce site principalement de cette technologie

Le scanner par détection de temps de vol émet une impulsion de lumière laser qui est réfléchie par l'objet scanné. La réflexion en résultant est détectée par un capteur. Le temps qui s'écoule entre l'émission et la détection rapporte la distance à l'objet puisque l'on connaît précisément la vitesse de la lumière laser.

Le scan par changement de phase s'effectue en comparant le changement de phase dans la lumière laser réfléchie à une phase standard, qui est aussi capturée pour la comparaison. Cela ressemble au scan par détection temps de vol sauf que la phase de la lumière laser réfléchie améliore la détection de la distance, semblable à l'échelle vernier sur un pied à coulisse.

Un scanner 3D mesure le positionnement d'un échantillonnage de points dans un système de coordonnées de la surface d'un sujet pour ensuite en extrapoler la forme à partir de leur répartition : ce procédé est appelé une reconstruction 3D. Si la couleur de chacun des points est analysée, alors celle de la surface peut également être reconstituée.

Des analogies existent entre un appareil photo et un scanner 3D. Les deux ont un champ de vision et ne peuvent pas voir ce qui est masqué, les deux technologies étant optiques. Si le premier capture les couleurs des surfaces dans son champ, l'autre mesure son positionnement relatif par rapport à un échantillon de points des surfaces. L'image produite est basée sur une série de données composées des coordonnées positionnant chacune des points échantillonnés par rapport au scanner 3D. Si un système de coordonnées sphériques est utilisé et que le scanner en est l'origine, chaque point peut alors être identifié par des coordonnées (r,f, ?). r représente la distance du scanner au point. f et ? sont les angles formés entre la ligne allant de l'origine au point analysé à deux plans passant par l'origine, l'un horizontal et l'autre vertical. Ces coordonnées sphériques permettent de situer dans l'espace chacun des points par rapport au scanner.

Généralement, les données (coordonnées des points) recueillies avec une seule passe ne sont pas suffisantes pour modéliser entièrement un sujet. Le travail doit être effectué de nombreuses fois, voir des centaines de fois, à partir de points de vue différents. Toutes les données recueillies doivent être réinterprétées et situées dans un système de coordonnées unique et regroupées.

La numérisation 3D est utilisée dans de nombreux domaines d'activités, notamment des secteurs tels que :

Le design
Le packaging
La modélisation 3D /Sculpture numérique
L'art
L'architecture
Le médicale
L'industrie
Le sport
Le militaire
etc..

Conception / Design

Kallisto — 2011-07-06T15:19:53Z

La numérisation 3D est utilisée dans l'industrie pour aider au design.

Certains utilisent les scanners 3D pour numériser des formes existantes.

Ces formes serviront de base au design d'un nouveau produit.

Ces formes peuvent être de plusieurs types :
Formes organiques, issues d'un modelage réalisé à la main (en résine, en terre cuite type argile,...)
Forme organique issue de la nature (exemple : Pierre, morceaux de bois,...)
Produits déjà existant dont on ne dispose pas des fichiers CAO (objet quelconque, pièce interne,...)