Un scanner 3D est un appareil de numérisation et d’acquisition 3D. Cette technologie analyse les objets pour recueillir des informations précises sur les formes, géométrie, apparence (couleur et texture). Les données collectées sont utilisées pour construire des images de synthèse en trois dimensions. Ces fichiers numériques peuvent servir à la conception d’orthèses et de prothèses ou à la rétro-ingénierie, par exemple. 

Etapes de formation

Pour pouvoir utiliser le scanner 3D du PolyFab, vous devez obtenir la certification pour le scanner 3d. Pour vous préparer, vous devez visionner les tutoriels vidéos et lire les consignes d’utilisation et de sécurité.

Ensuite, vous devez vous présenter directement à PolyFab pendant les heures d’ouverture et demander à l’animateur de vous faire passer le test de formation. Lors de cette formation, l’animateur vous accompagne à lancer votre premier scan, répond à vos questions et valide avec vous que vous êtes en mesure d’utiliser adéquatement l’équipement et en toute sécurité.  Cette formation est individuelle. 

L’objectif de cette formation est de vous rendre autonome à l’utilisation de l’équipement. Lors de votre prochaine impression, vous serez en mesure d’utiliser l’équipement seul. L’animateur demeure toujours disponible pour répondre à vos questions et vous aider. N’hésitez jamais à lui demander conseil!

Les tutoriels vidéos (3) sont disponibles sur notre chaîne YouTube PolyFab Normand Brais formations.

Fonctionnement

Le scanner peut être décomposé en 3 modules: une paire de caméras positionnées de façon à avoir une vue stéréoscopique, une série de 7 lignes lasers et un projecteur violet affichant un patron moucheté de couleur violette. En option, une caméra couleur peut être ajoutée pour permettre de capturer les textures du modèle et de les afficher sur l’image de synthèse.

Le modèle 3D est créé en repérant et analysant la déformation des lignes lasers (ou du patron moucheté) sur la surface. Le scanner à PolyFab permet de numériser des objets de quelques millimètres à environ 4 mètres de dimensions. La résolution maximale se situe aux alentours de 50-100 micromètres dans des conditions optimales de lumière et de réflectivité de l’objet. L’utilisation du scanner nécessite un ordinateur “milieu de gamme” avec carte graphique dédiée pour une utilisation optimale.

Le scanner propose trois (3) modes d’utilisation:

1- Mode sur trépied haute précision, le scanner est fixe et l’objet est déposé sur une table tournante motorisé qui permet la rotation de l’objet (automatiquement ou manuellement) pour l’acquisition de l’image de synthèse. L’objet peut être repositionné et re-scanner pour capturer les angles morts. Les scans successifs sont assemblés automatiquement par le logiciel. Ce mode est le plus précis. 

2- Mode manuel avec cible, le scanner est déplacé par l’utilisateur et l’objet est fixe. Des cibles réfléchissantes sont ajoutés sur le modèle pour faciliter l’acquisition. Ce mode est utilisé pour des grandes surfaces avec des courbes légères (exemple: carrosserie de voiture). 

3- Mode manuel sans cible, le scanner est déplacé par l’utilisateur et l’objet est fixe. Le scanner calcule lui même sa position et fait de la reconnaissance de forme pour ajuster et reconstruire l’objet. Ce mode est utilisé pour des objets qui ont des géométries complexes de dimensions variées (visage, membre du corps humain, etc.).

Une fois l’image synthèse créée, le logiciel donne accès au nuage de points et permet de faire quelques ajustements et opérations de CAD de base (watershed, fermeture de surface, etc). 

Cas testés

Quatre objets ont été testés par notre équipe : 

  1. Un objet métallique (le foret) avec le mode trépied. 
  2. Un objet imprimé en plastique par impression 3D (la chouette rouge) avec les modes trépied et manuelle sans cible.
  3. Un objet usiné dans une résine par fraiseuse CNC (la colonne vertébrale) avec le mode trépied.
  4. Une partie du corp humain (le bras et l’épaule) avec les modes manuelles avec et sans cible.

Les images synthèses 3D correspondantes sont présentées ci-dessous.

Scan du foret et de la colonne vertébrale: Considérant que le scanner ne peut accommoder les surfaces réfléchissantes, le foret a  été recouvert d’un spray de poudre blanche (talc). La colonne vertébrale a aussi été recouverte de ce produit pour améliorer le contraste. Il semble aussi avoir une influence de l’absorption du matériau pour les teintes violets.

Le contraste entre la pièce et l’arrière plan a été amplifié par l’utilisation d’un fond noir. Le scanner a détecté sans difficulté la pièce et a pu reconstruire facilement le modèle selon plusieurs angles. Les trous présents dans le modèle de la colonne sont facilement comblés en re-scannant la pièce dans différentes orientations. Il a suffit moins de 5 minutes pour un générer l’image synthèse sans trou.

Scan de la chouette: La pièce a été recouverte de poudre blanche pour faciliter le scan. En mode trépied, le scanner résout aisément les lignes d’impression 3D. Les trous présents dans le modèle de la colonne sont facilement comblés en re-scannant la pièce dans différentes orientations. Il a suffit d’environ 5 minutes pour un générer le modèle complet sans trous (plusieurs scans dans différentes orientations). La table de rotation automatisée facilite grandement l’acquisition.

Scan du bras: La sensibilité au mouvement du scanner rend l’acquisition d’objet animé plus complexe. Toutefois, avec un peu d’optimisation le rendu est très conforme. Les éventuels artefacts de positionnement et les ombrages peuvent facilement être éliminés pendant les étapes de post-traitement ou en refaisant le scan jusqu’à un résultat satisfaisant. L’immobilité de la personne est le facteur limitant. Le mode manuel sans cible permet un scan rapide et précis. Le mode avec cible nécessite de placer de nombreuses cibles sur la surface à scanner. Toutefois, cette étape s’avère inutile dans le cas du bras qui présente largement assez de particularités géométriques pour que le scanner se repère facilement dans l’espace. Il a suffit de quelques minutes pour générer l’image de synthèse. 

Politique d’utilisation à Polyfab

Consignes Santé sécurité

Cet appareil est coûteux et fragile, merci de le manipuler avec précaution.

Le Einscan-pro est un scanner portatif 3D fabriquer Shinning 3D (Chine) et vendu à Montréal par Fablab inc.

L’ordinateur supportant le logiciel EINSCAN-S permettant l’utilisation du scanner est muni d’une carte graphique GeForce GTX 1060. Le logiciel ne peut être installé localement sur vos ordinateurs portables. Il est toutefois disponible au poste information du scanner 3d à PolyFab.

L’utilisation de la machine est gratuite.

Nos conseils

A compléter

Date de révision : 26/12/2019

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