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3Dスキャナとは

3Dスキャナで出来ること

システムクリエイトでは非接触型の光学測定機を「3Dスキャナ」としてご紹介しています。3Dスキャナは物体の表面形状を座標に基づいてデータ化することで、現物を3Dモデルに変換できます。
3Dプリンタの発展に伴い、三次元形状の取得や検査/測定の分野で認知されてきました。しかし、ひとえに「スキャナ」といっても何でもスキャンが出来るわけではありません。また、機種や形状によっては習熟が必要となります。機種選定の前に、まずはご使用の目的をお聞かせください。

3Dデータ化のながれ

3Dデータ化のながれ

3Dスキャナには「点群データを取得する」事で3Dデータ化するという共通の仕組みがあります。点 群データとは「座標情報の集まり」であり、これらをつなぐ三角形の面の集合がメッシュデータとなります。

スキャンデータの後処理/活用

3Dスキャンでのエラー
エラー例

光を吸収する黒色や乱反射する光沢物、透けてしまう透明の対象物をスキャンすることは苦手です。この場合、現像スプレーなどを使用することで表面を3Dスキャン可能な状態にします。また、光の届かない箇所は面が抜け落ちたような穴ができてしまいます。その他、スキャンしたデータのエッジを拡大すると丸みを帯びた形状になってます。このように、スキャン後の3Dデータはそのまま使用することは難しく、専用のソフトウェアで修正するのが一般的です。

3Dスキャナのしくみ

3Dスキャナの多くはレーザやLEDから発せられる、光の反射を利用した三角測量によって表面形状を認識しています。光の照射と検出にのしくみには以下の2タイプがあります。

レーザー光線を物体に照射し『線』で形状を認識することでデータを取得するスキャン方式です。物体に照射されたレーザー光線の反射光をセンサーで認識して、物体までの距離を反射角と到達時間により計測します。最近では技術の発達により、暗室ではなく蛍光灯下や野外でも計測できる機種が増えてきました。

パターン光投影タイプ

対象物に縞模様やQRコードのような特有のパターン光を連続で投影し、投影された領域のデータを取得するスキャン方法です。投影されたパターン光のエッジや歪みを識別することで、対象物の形状を算出しデータを取得します。この方式の3Dスキャナは全般的に高速スキャニングが可能で、精度も高いものが多いのが特徴です。ただし、対象物に投影したパターン光を識別できないような環境(直射日光下など)でのスキャニングは苦手です。

3Dスキャナの活用例

リバースエンジニアリング
インペラ

スキャンデータを元に、実際の対象物からの設計の改変、3Dプリンタでの造形や工作機械での加工を行うことができます。3Dスキャナを活用すれば、現物しかないものでも新たに3Dデータとして作成することができ、復元・改修などが可能です。

導入事例_リバースエンジニアリング
曲面評価・寸法計測
検査

対象物のスキャンデータと元となるCADデータを比較することで、対象物がどれだけ正確に製造されたかを確認します。同様に、熱や衝撃、環境による変化もスキャンデータから測定することができます。
3Dスキャナによる測定・検査のメリットについて

導入事例_検査

よくある質問

3Dスキャン後に3Dプリンタで造形できる?

スキャン直後のデータは、光が届かずデータに穴が開いていたり、ノイズなどの不正な要素を持っていることがあります。そのままでは造形できませんので、専用のソフトでそれらを修正後、造形用データへ変換すれば使用可能となります。


フルカラー3Dスキャンは可能ですか?

カラーテクスチャデータを含めた点群情報を取得する製品であれば可能です。


どんなものでも3Dスキャンできるの?

透明や黒色、光沢のある素材などは3Dスキャンに使用される光やレーザーを透過したり反射・吸収してしまい、うまくデータ化できません。水で洗い流すことができる特別な白色のツヤ消しパウダーをスプレーして対応することがあります。また動きを止めることのできない対象物(動物や液体)の3Dスキャンはできません。


マーカーとは何ですか?

製品によってはマーカーと呼ばれる対象物の形や位置を認識させるための目安になるものが必要な場合があります。シンプルな模様ですが光を特殊な方法で反射する素材でできていたりマーカーを認識する特殊な技術を持ったものがあります。


屋外でも使用できますか?

パターン照射型のタイプは外光の影響でパターンの読み取りができなかったり、レーザー型のタイプではノイズが出たりと、うまくデータ化できないことがあります。影を作るなどの工夫次第では可能です。製品本体は防水・防塵を考慮されていないこともあります。精密機械ですので注意が必要です。


中身の形状も3Dデータ化できますか?

一般の3Dスキャナできるのはあくまで外観、表面の形状のみです。内部形状の計測/測定をご希望の場合は、是非CTスキャンサービスをご利用ください。


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