5 népszerű 3D szkenner technológiai trend 2024-ben

A 3D szkennerek növekvő népszerűsége vitathatatlan. 2023-ban a globális 3D szkenner piac mérete elérte az 5,51 milliárd USD értéket és további kitartó növekedést jósolnak neki az elemzők. A keresletet erősíti a végtermékek és azok gyártásközi minőségellenőrzésének egyre növekvő vevő oldali igénye, valamint a rohamos ütemben fejlődő technológia által kínált páratlan könnyedség.

 

Az Expert Market Research kutatása alapján a tavaly 5,51 milliárd dolláros piac az előrejelzések szerint átlagosan 9,1%-os éves ütemben fog növekedni 2024-2032 között és 2032-re eléri a 12,06 milliárd USA dollárt. Ebbe a pozitív piaci jelen- és jövőképbe illett az a hír is, amikor a tavalyi év utolsó negyedévében a SHINING 3D piacvezető kínai 3D szkenner gyártó bejelentette a 100 000-es eladott darabszám meghaladását. Ez még gombócból is, de talán autóból is elég sok lenne.

 

A 3D szkennerek iránti exponenciálisan növekvő kereslet mögött a 3D szkennelés által elérhető, jelentősen egyszerűbb munkafolyamatok állnak. A legnagyobb felhasználók ipari gyártó- és fejlesztő vállalatok, K+F laborok, valamint egyre népszerűbb a 3D szkennelés az egészségügy, a múzeumi digitalizáció, értékmegőrzés és a szórakoztatóipari alkalmazások, CGI, AR/VR megoldások területén. Alkalmazás alapján a 3D szkennereket legnagyobb mértékben a minőség-ellenőrzési, mérési feladatok, valamint a reverse engineering területén alkalmazza az ipar tekintettel a rendkívül gyors, kényelmes, pontos és átfogó adatrögzítésre. Mivel a FreeDee főként az ipari szektor igényeit szolgálja ki kézi és telepített 3D szkennerekkel, így az általunk követett és most megosztott trendek is főként ehhez az alkalmazási területhez kapcsolódnak.

 

 

Röviden a 3D szkennerekről

Mik azok a 3D szkennerek? Olyan optikai 3D mérőeszközök, amelyek fizikai érintés nélkül képesek a képi adatok alapján a megfogható tárgyból pontos, digitális, háromdimenziós adatot, 3D modellt létrehozni. Háromféle technológia uralkodik: a lézerszkennelés, strukturált fény szkennelés, a fotogrammetria és ezek hibrid modelljei. A 3D szkennerek kialakítása jellemzően kézi vagy állványra telepített, forgóasztalos. A technológia fő felhasználási területei, amelyek igényei a fejlesztéseket irányítják, a minőség-ellenőrzés, a reverse engineering (digitális ikrek, 3D nyomtatás-újragyártás, szerszámtervezés, karbantartás céllal), az értékmegőrzés, a VR/AR, digitális marketing és az egészségügy.

 

 

A leggyakoribb alkalmazási terület egyértelműen a mérés és ellenőrzés. A gyorsan növekvő népszerűségét annak köszönheti, hogy egy 3D szkenner sokkal gyorsabban több adatot rögzít, mint egy mérőgép, és teszi mindezt a tárgy fizikai érintése nélkül. A 3D szkennerek másodpercenként akár többmillió pontot képesek felvenni előzetes programozás nélkül, roncsolásmentesen és nemcsak mérőszobai környezetben. Ennek eredményeként a 3D szkenneres ellenőrzés nem lassítja úgy a gyártást, nem kell kivenni a folyamatból a mérendő alkatrészt és nem kell szállítani.

 

Mit nem szeretünk a 3D szkennelésben?

Mint minden technológiának, a 3D szkennelésnek is vannak korlátai. Az egyik ilyen korlát, hogy az optikai működés okán a sötét, csillogó és áttetsző felületek digitalizálása sok esetben kihívást jelent. Noha maga az adatrögzítés rendkívül gyors, a nehezen digitalizálható felületek előkészítése vagy lézerszkennerek esetén a referenciapontok elhelyezése időigényes manuális munkát jelenthet. A mérnöki munkaórák számát tovább növelhetik a lassú, számításigényes szoftveres lépések. Ide tartozik az a kihívás is, aminek a megoldására egy bolygónyi mérnök vár: a 3D szkennerek által rögzített pontfelhőből nem lesz egy kattintásra olyan CAD fájl, amilyet megálmodtunk, ezért a reverse engineeringbe bizony bele kell tenni a manuális tervezői munkát.

 

 

 

2024 várható népszerű 3D szkenner trendjei

 

1. Markerek nélküli lézerszkennelés

A lézerszkennerek működésük alapján lézervonalakat vetítenek a tárgyra és az optikáik segítségével a vonalak torzulását mérve képezik le a fizikai tárgy geometriáját. Korábban piros és kék lézereket is alkalmaztak a gyártók, ami mára a kékfény irányába tolódott el. Ennek oka, hogy a nehezen mérhető felületek esetében a kék lézer a természetben ritkábban előforduló, rövidebb hullámhossza miatt kisebb interferenciával szembesül, jobban szűrhető és így jobban teljesít.

 

 

A lézerszkennerek népszerűsége az általuk kínált pontosság és sebesség miatt egyre nő, azonban csak geometria adatokra támaszkodnak, így a felvételek precíz illesztéséhez a digitalizálás előtt a tárgyra általában sok referenciapont vagy úgynevezett marker matrica felragasztása szükséges.  Mindazonáltal kezd látszani a fény ennek az alagútnak a végén: A SHINING 3D november végén mutatta be az első olyan kézi lézerszkennert, amely extra referenciapontok nélkül is képes a pontos 3D szkennelésre. A FreeScan Trio ehhez 98 darab lézervonalra támaszkodik, amellyel minimum háromszorosan ráver a hasonló szkennerek által eddig használt vonalszámra. Mivel erre minden olyan mérnök felkapja a fejét, aki felhelyezte már élete ezredik markermatricáját, azt gondoljuk, hogy a SHINING 3D konkurenciája is dolgozni fog a megoldáson és egyre több referenciapont nélkül digitalizáló lézerszkenner bemutatójára kerülhet sor.

 

2. Metrológia olcsóbban

Jellemző trend lehet a gyártófüggetlen kalibrációs tanúsítványokkal hitelesített pontosságú, elérhető árú metrológiai eszközök növekvő száma is, amiben a SHINING 3D szintén úttörő szerepet játszik.

 

A metrológiai pontosságot nyújtó szkennerek ára már 2023-ban is jelentősen konszolidálódott. A korábban akár százezer eurós beruházást igénylő metrológiai rendszerekhez hasonló 3D szkennerek, mint például a 10 mikron pontos, asztali AutoScan Inspec vagy a 20 mikron pontos, kézi FreeScan Combo már akár 10-15 ezer euroért elérhető. Már ebben az árkategóriában kezdődnek a metrológiai alkalmazásnak eleget tevő ISO/VDE szabványokkal rendelkező 3D szkennerek, miközben ilyen hitelesítés korábban csak a legnagyobb múltú gyártóknál volt elérhető.

 

 

3. Automatizált 3D szkennelés és mérés

Az ellenőrzött minőség egyre alapvetőbb vevői igény, de szállítói oldalon is növekvő népszerűségnek örvend, mivel lehetőséget ad az érdekeik megvédésére a vitás helyzetek objektív tisztázásával. Sok esetben azonban nagyszámú darabot kell mérni, ezért egyre nagyobb lesz a hozzáadott értéke azoknak a 3D szkenner rendszereknek, amelyek teljesen automatizáltan tudnak dolgozni. Nemcsak a szkennelést automatizálják, de a mérési eredmények kiértékelését, gyártmánytervvel való összehasonlítását és a vizsgálatok jegyzőkönyvezését is.

 

 

Ebből kiindulva várhatóan egyre több robotizált 3D szkenner megoldást, valamint automatizált szoftveres munkafolyamatot látunk majd, amely közvetlen következményeként csökkenni fog az amúgy is fontos belépési korlátot jelentő szakképzett munkaerő szükségessége.

 

 

A robotizált digitalizálás jobb ismétlőképességet és ellenőrizhető munkafolyamatot biztosít majd. A robotkaros megoldások előre programozott módon olvassák be az alkatrészt, a szoftveres scriptek pedig elvégzik a kiértékelést a vizsgálati tervnek megfelelően, visszajelzést adnak és részletes jegyzőkönyvet is generálnak. A cél, hogy a termelést meg se szakítva akár a gyártósor mellé telepítve automatán működjön a gyártásközi vagy végi ellenőrzés. A jövő gyárában így kevesebb 3D szkennerhez kell majd dedikált, szakképzett munkaerő.

 

4. Gépi tanulással segített digitalizálás és utómunka

A mesterséges intelligencia algoritmusok a 3D szkenneléshez kapcsolódó utómunkában is egyre nagyobb szerephez jutnak. Számítunk a szoftveres megoldások további exponenciális fejlődésére.

 

Az Artec 3D például élen jár az MI algoritmusokkal, neurális hálókkal támogatott szoftveres utómunkában, amelynek köszönhetően az Artec Studio szoftver jelentősen képes csökkenteni az adatok rögzítéséhez és feldolgozásához szükséges számítási kapacitást és időt. Szkennelés során ma már a fejlett szoftverekben valós időben jön létre a mesh modell, míg korábban ez a digitalizálás utáni további számításokat igényelt. Ez a folyamatos fejlődés a kapcsolódó minőségellenőrzési és reverse engineering célszoftverekben is megjelenik.

 

 

A legfejlettebb szoftverek, mint a Geomagic Control X vagy Design X egyelőre nem végzik el helyettünk a munkát, de megkönnyítik a folyamatot, például javaslatokat tesznek az optimális lépésekre. A fejlesztések egyre kifinomultabban segítik például a reverse engineering feladatokat: a szoftverek automatikusan felismerik a geometriákat, hengerpalástot, gömbhéjat, akár szabadformákat is, majd parametrikus felületeket illesztenek a meshre, amit csak le kell okéznunk, ha helyesnek ítéljük őket. Várhatóan ezeknek a szoftveres megoldásoknak a továbbfejlesztése is központi téma lesz 2024-ben.

 

5. Rugalmasság növelése

Viszonylag sok területen igaz az, amit mi  is sokszor ismételtünk: egy 3D szkenner nem jó minden feladatra. Noha ez továbbra is igaz marad, a gyártók fejlesztései sok esetben célozzák az egyes szkennerek szélesebb körű alkalmazhatóságát.

 

 

Ilyen fejlesztés például a vezeték nélküli kialakítás vagy a különböző felbontások, pontosságok és látószögek felhasználói állításának lehetősége egyetlen eszközön belül. Ez nemcsak az alkalmazási lehetőségek számát növeli, de a számítási kapacitás igényt is tudja csökkenteni, ha például nagyobb projekteknél a nem kritikus részleteket alacsonyabb felbontással rögzítjük.

 

Tovább fognak terjedni az olyan hibrid rendszerek is, amelyek eltérő 3D szkennelési technológiákat például lézer- és strukturált fény szkennelést vagy fotogrammetriát is lehetővé tesznek egyazon eszközzel. Az egyik legintenzívebben fejlesztő SHINING 3D 2023-ban már gyakorlatilag csak hibrid kézi 3D szkennereket mutatott be.

 

 

---

 

Találja meg az Ön vállalkozása számára legnagyobb értéket biztosító 3D szkennert!

 

Forduljon a FreeDee szakértő csapatához! Próbálja ki, nézze meg az 3D szkennereket a FreeDee irodájában, kérjen tőlünk mintát vagy tesztelje saját modellel ezeket a világszerte népszerű berendezéseket!