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[ScanTech] Comment numériser des pièces sombres ou réfléchissantes

3/09/21

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Les pièces sombres et/ou réfléchissantes telles que les roues de bossage et les électrodes en graphite sont très courantes dans l’industrie des machines, mais ces pièces présentent un véritable défi pour la numérisation 3D. Ils peuvent perturber la réponse aux signaux laser et entraîner des nuages de points bruyants.

LE SECRET DERRIÈRE LES PIÈCES FONCÉES ET RÉFLÉCHISSANTES

Pour savoir pourquoi il est difficile de numériser ces pièces, il faut d’abord réfléchir aux principes des scanners 3D. Les scanners 3D optiques basés sur la lumière émettent des faisceaux laser sur les objets, qui se déforment lorsqu’ils frappent la surface de l’objet. La déformation est ensuite réfléchie dans le capteur d’un scanner, qui calcule la distance de l’objet pour déterminer ses positions dans l’espace.

  • Lorsque le scanner projette des lasers sur des surfaces sombres, les énergies laser sont principalement absorbées, ce qui entraîne une faible réflectance.
  • Lors de la projection de lasers sur des surfaces réfléchissantes, ces lasers diffuseront hors de la surface et entraîneront des nuages de points avec un bruit important, comme le montre la figure 1

ScanTech - 3D-scanning-dark-and-reflective-surfaces-1

Figure 1

EXEMPLES DE NUMÉRISATION 3D

Prenons l’exemple d’une électrode en graphite pour en savoir plus sur la numérisation 3D de surfaces sombres. L’électrode en graphite, fabriquée à partir de coke à aiguilles calciné et de brai de goudron de houille, est largement utilisée en électrolyse comme excellent conducteur. En raison de la composition des matériaux, la lumière est absorbée et elle apparaît sombre. Nous avons scanné cette partie à l’aide d’un scanner 3D traditionnel. Voir ce qui se passe.

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Figure 2 : ÉLECTRODE GRAPHITE

Les lasers ont été absorbés par la surface sombre, ce qui a entraîné de longs temps d’exposition et des temps de balayage plus longs. Comme indiqué ci-dessous, certaines des géométries et caractéristiques de l’électrode en graphite sont manquantes dans le fichier de maillage, en particulier les angles de sa base (Figure 3).

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FIGURE 3: Fichier de maille d’une électrode en graphite (avec une grande quantité de bruit)

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Figure 4 : ROUE DE PATRON

Il s’agit d’une roue de boss avec des surfaces sombres et réfléchissantes. Lors du balayage de la roue de bossage, nous constatons que son dessus brillant réfléchissait la plupart des lasers dans des directions imprévues conduisant à une réflectance élevée. Le scanner 3D n’a pas réussi à capturer des détails tels que les bords et les cercles. Dans certains cas, les images capturées par l’appareil photo auraient même l’air surexposées. Le résultat de l’analyse est affiché ci-dessous :

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Figure 5: FICHIER DE MAILLAGE D’UNE ROUE BOSS (AVEC GRANDE QUANTITÉ DE BRUIT)

MOYENS DE RELEVER LE DÉFI

Il existe des moyens de surmonter les défis posés par les surfaces réfléchissantes et sombres. Dans le cas de surfaces réfléchissantes, vous pouvez appliquer du talc ou de la poudre pour bébé sur la pièce avant la numérisation, ce qui aidera à obtenir une bonne numérisation. En outre, vous pouvez orienter le scanner pour obtenir un angle et une distance appropriés. Cependant, orienter le scanner de temps en temps serait fastidieux et chronophage. Pour les surfaces sombres, le réglage d’une exposition plus élevée peut aider à s’adapter à la finition de l’objet. Cette méthode ne peut pas être utilisée sans compromettre la précision et la résolution.

COMMENT SCANTECH PEUT VOUS AIDER ?

Un scanner laser bleu de qualité métrologique est un meilleur moyen de surmonter ce défi. Les lasers bleus sont plus performants sur les surfaces hautement réfléchissantes en raison de leur longueur d’onde plus courte et des très petits points laser focalisés qu’ils produisent. Le KSCAN-Magic de Scantech est l’un des premiers scanners 3D à combiner des lasers bleus et des lasers infrarouges en un seul instrument. Le fichier de maillage suivant montre les performances de ce scanner :

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Figure 6 : Filet à mailles d’une électrode en graphite (à faible bruit)

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Figure 7: Fichier de maillage d’une roue de boss (à faible bruit)

Comme nous pouvons le voir sur cette image, le fichier de maillage de cette électrode en graphite, tel que généré avec la numérisation 3D, est de haute résolution et à faible bruit. Ses bords, ses courbes et ses surfaces peuvent être capturés de manière éclatante. Outre ses lasers bleus pour un balayage de haute précision, le KSCAN-Magic est équipé de modes spécialisés pour le balayage d’objets réfléchissants et sombres. Ces modes sont pris en charge par son algorithme auto-développé.

Si ce sujet vous intéresse, cliquez sur la vidéo ci-dessous pour en savoir plus.

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