scanner 3D comment ça fonctionne

scanner 3D comment ça fonctionne

Pour imprimer des objets en 3D, on peut soit créer un modèle virtuel à l’aide d’un logiciel spécialisé, ce qui nécessite d’avoir des connaissances particulières et savoir utiliser ce type de logiciels, ou bien obtenir un modèle 3D prêt à l’emploi  grâce à un scanner 3D.

scanner 3D
Pendant longtemps, les scanners 3D étaient réservés à un usage professionnel et leurs prix étaient hors de porté. Mais avec la démocratisation de l’impression 3D, plusieurs fabricants ont commencé à proposer des modèles abordables destinés à un usage personnel. Un scanner 3D, ou scanner tridimensionnel, est un appareil qui permet d’analyser la géométrie d’un objet et l’environnement qui l’entoure afin de recueillir des données sur sa forme et son apparence (sa couleur ou sa texture par exemple), et construire ainsi des modèles virtuels en trois dimensions.  Les scanners 3D sont utilisés dans de nombreux domaines, notamment dans l’industrie du divertissement pour les films et les jeux vidéo, ainsi que d’autres domaines tels que la conception industrielle, le prototypage, dans le domaine médical, ou le contrôle de qualité. Dans le domaine de l’impression 3D, un scanner 3D permet donc de reproduire un objet en générant, en quelques minutes, un fichier STL prêt à utiliser ou à importer dans un logiciel de conception, ce qui représente un gain de temps considérable, et surtout rend disponible la possibilité de créer des objets sans avoir à maitriser un logiciel de conception assistée par ordinateur.

Comment fonctionne un scanner 3D ?
En général, tout appareil qui permet de recueillir des informations tridimensionnelles sur un objet est un scanner 3D. Pour recueillir ces informations, plusieurs technologies existent, et donc plusieurs types de scanners 3D.  Les scanners 3D sont divisés en deux grandes catégories : les scanners avec contact, et sans contact. Dans cette dernière catégorie on trouve deux grandes familles : les technologies actives, et passives.

  • Les scanners avec contact :

Comme leur nom l’indique, ces scanners touchent la surface de l’objet. En général, l’objet à scanner est maintenu fermement sur un support, et c’est un bras mobile articulé et doté de capteurs de haute précision qui vient inspecter l’objet (bras de palpage). Cette technologie se caractérise par sa grande précision, mais le contact direct avec l’objet peut modifier l’apparence de celui-ci ou l’endommager. Ce qui la rend inadaptée pour scanner des objets fragiles.  Aussi, les scanners avec contact sont relativement lents en comparaison avec les autres technologies.

  • Les scanners sans contact actifs:

Les scanners sans contact actifs sont appelés ainsi car ils émettent un rayonnement  vers l’objet à scanner (lumière, ultrasons, rayon X, laser…) et utilisent la réflexion pour analyser ce dernier. Ce type de scanners est le plus répandu et le plus utilisé (notamment dans le domaine de l’impression 3D), différentes technologies sont disponibles : Scanners 3D à technologie laser Les scanners 3D à technologie laser peuvent être divisés en trois catégories : les scanners par triangulation, les scanners par temps de vol, et les scanners par décalage de phase.

  • Les scanners laser par triangulation fonctionnent en émettant une ligne ou un point laser vers l’objet et en recueillant sa réflexion grâce à un capteur spécial situé à une distance connue de la source émettrice du laser. L’angle de réflexion générée est ainsi utilisé pour calculer les positions des points laser. Ce type de scanners présente l’avantage d’être souvent portable et peu sensible à la lumière ambiante, mais leur précision est souvent limitée.

  • Les scanners laser par temps de vol émettent des impulsions laser vers l’objet à scanner, ces impulsions sont réfléchies par ce dernier et détectées par un capteur spécial. Le temps écoulé entre l’émission et la réception de la réflexion du laser est utilisé pour calculer la distance (la vitesse de la lumière laser étant connue). La portée de ce type de scanners constitue leur plus grand avantage,  mais tout comme les scanners par triangulation, ils sont peu précis, et assez lents.

  • Les scanners laser par décalage de phase fonctionnent avec le même principe de réflexion du laser par la surface de l’objet, mais utilisent le décalage de phase du laser pour faire les mesures. Ce qui offre une meilleure performance en comparaison avec la technologie par temps de vol. Bien que la portée de ce type de scanners soit relativement limitée, ils sont rapides et précis.

Scanners par balayage de lumière blanche
Le balayage de lumière blanche (ou balayage de lumière structurée), ou à frange utilise un projecteur pour pointer différents motifs lumineux sur l’objet à scanner (traits, carrés, ronds…). Une caméra  va prendre des photos de l’objet et un logiciel spécialisé va permettre de situer les motifs et de déterminer les déformations qu’ils ont subit et ainsi obtenir des données en 3D de l’objet. Cette technologie permet un temps de scan meilleur que le laser, ainsi qu’une très grande précision.

  • Les scanners sans contact passifs:

Les scanners sans contact passifs n’émettent aucun rayonnement ou lumière vers le sujet, ils ne font que détecter les réflexions des rayonnements ambiants (la lumière visible dans la plupart des cas).  Ne nécessitant que des capteurs d’appareils photos ordinaires, ces solutions restent les moins couteuses.  Il existe différentes technologie de scan passif : Photogrammétrie Cette technologie était d’abord utilisée pour numériser des objets de grande taille, comme les constructions ou les bâtiments. Comme sont nom l’indique, c’est une technique basée sur la prise de photos multiples de l’objet à scanner sous différents angles et en suivant une trajectoire précise ; les points communs sont ensuite référencés et identifiés dans chaque image, manuellement ou automatiquement. 

Cette technologie est le plus souvent utilisée avec d’autres procédés de scan 3D. Les scanners stéréoscopiques Basé sur la vision humaine, ce type de scanner pointe deux caméras vidéos légèrement espacée vers le sujet. En analysant les petites différences entre les images prises par chacune des caméras, il est possible de calculer la position de chaque point. Les scanners à silhouette Cette technique consiste à prendre une série d’images du sujet contre un arrière plan contrasté, d’où son nom. Un logiciel d’édition d’image d’images permet ensuite de détacher les silhouettes du fond contrasté et de les réunir pour former un modèle 3D de la surface extérieur de l’objet.



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Un scanner 3D, ou scanner tridimensionnel, est un appareil qui permet d’analyser la géométrie d’un objet et l’environnement qui l’entoure afin de recueillir
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1 commentaire sur scanner 3D comment ça fonctionne

  1. Le developpement de scanners 3D fait lui aussi rever. Ces machines permettent de scanner un objet en 3D et de le reproduire dans un fichier informatique. « Dans le futur, on peut vraiment imaginer scanner le buste de son enfant et l’envoyer a ses grands parents qui l’imprimeront a des kilometres de la », estime Gilles Benois.

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