Scanner 3D et Acquisition 3D

Un scanner tridimensionnel ou scanner 3D est un appareil de numérisation et d’acquisition 3D qui permet d’effectuer un scan 3D c’est-à-dire de collecter des données sur un objet physique, notamment sur sa forme et sa texture. Le scanner 3D est fréquemment utilisé pour créer des fichiers 3D de synthèse, notamment en vue d’une impression 3D.

Artec 3d scanner example
Scanner manuel Artec 3D (Crédit image : Artec Group)

Les différentes technologies de scan 3D

La technologie de scan 3D est apparue dans les années 80. On les classe généralement en 3 familles :

  • le laser par triangulation
  • le scanner 3D par détection de temps de vol
  • le scanner 3D par champ de phase

Ces 3 technologies peuvent être combinées pour un résultat plus efficace.

Dans le cas de la triangulation laser, le scanner projette une grille ou un damier qui mesure la déformation de la grille grâce une caméra située à une distance connue de la source du laser. L’angle de réflexion est interprété pour rapporter les mesures de l’objet.

Il existe de nombreux types d’appareils : fixes ou mobiles, manuels ou automatisés.  Pour aller plus loin, nous avons constitué un guide des scanners 3D que vous pouvez consulter sur notre blog.

Triangulation scanner
Schéma illustrant le fonctionnement d'un scanner par triangulation

La reconstruction d'un fichier 3D à partir d'un scan 3D

Quelle que soit la technologie de scan 3D utilisée, elle est forcément suivie d’une étape de traitement des données. Le balayage linéaire et/ou les images prises par la caméra sont combinées afin de créer un nuage de points à l’aide d’un logiciel 3D spécifique tel que Geomagic. Différentes étapes sont souvent nécessaires pour arriver à un fichier 3D exploitable, par exemple :

  • suppression des éléments parasites
  • positionnement manuel ou automatique des shoots 3D entre eux pour reconstituer l'objet
  • recalage fin de l'objet
  • bouchage des trous
  • amélioration de la qualité du maillage
  • réparations éventuelles

A l’issue de ces étapes, il devient possible d’exporter les données sous la forme d’un fichier volumique ou d’un maillage.  Les logiciels de scan 3D permettent souvent d’exporter en différents formats tels que stl, obj, wrml, etc.

  • Rétro-engineering, rétro-conception d'un objet scanné en 3D

Les étapes de scan 3D peuvent être suivies d’une rétro-conception de l’objet scanné, qui consiste à remodéliser dans un logiciel de CAO l’objet scanné. L’utilisateur récupère ainsi un modèle 3D qui pourra par la suite être modifié. Les logiciels de CAO modernes permettent d’automatiser la rétro-conception des objets.

3D scan uploaded on sculpteo

Exemple d’un scan 3D transféré sur sculpteo.com

Les principales utilisations du scanner 3D pour impression 3D

Les scanners 3D sont utilisés depuis de nombreuses années dans le domaine médical, le BTP et dans l’industrie pour la prise de mesure, le contrôle qualité, l’analyse tridimensionnelle, l’analyse de la déformation de structures, ou la reprise d’un plan.

La reconstruction 3D à partir de scan 3D est un atout indéniable pour l’impression 3D car c’est une technique pour réaliser des fichiers 3D sans passer par une étape de modélisation 3D ou de CAO.

Ainsi le scan de personnes pour l’impression 3D de figurines, le scan de pièces pour rétro-ingénierie ou l’impression 3D d’éléments issus de scans médicaux font partie des usages les plus fréquents.

Certains objets sont cependant plus faciles à scanner que d’autres:

  • les objets fixes
  • les objets de taille réduite
  • les objets opaques

Les surfaces réfléchissantes ou les objets très sombres sont plus difficiles à scanner. Une solution possible est de les recouvrir d’une fine couche de poudre (talc par exemple). Une autre difficulté est aussi que l’intérieur des objets ne peut être scanné. Le scan 3D peut donc être utilisé comme une première étape pour récupérer la forme générale de l’objet et servir de base pour une modélisation 3D. Certains logiciels 3D sont plus adaptés au traitement de fichiers 3D issus de scans, par exemple MeshLab ou Meshmixer (liens à venir). Pour en savoir plus, nous vous invitons à consulter notre video « Ask a 3D Designer » consacrée au traitement de fichiers issus de scan 3D et les moyens de les nettoyer et les réparer pour les rendre compatibles avec une impression 3D (en anglais)

Trouver le scanner 3D le plus proche

Faire l’achat d’un scanner 3D implique un coût, un savoir-faire et un suivi qui est souvent mieux maîtrisé par une service de scanner 3D. Dans cette optique, nous avons décidé de créer une base de données recensant les services de scanner 3D locaux ainsi que les particuliers souhaitant partager leur matériel et leurs compétences.

Cette base de données est disponible sous forme de carte dans laquelle vous pouvez afficher les différents lieux où un scanners 3D est disponible (service professionnel, particulier, fablab, université…). Grâce aux différents boutons, vous pouvez localiser votre position et afficher les scanners 3D à proximité ou taper le nom d’un lieu pour connaitre la position des scanners 3D dans la zone.

Il est possible qu’un lieu ne soit plus disponible et c’est pourquoi nous vous invitons à nous contacter pour nous indiquer tout changement.

De la même manière, il est possible d’ajouter un lieu qui n’apparaîtrais pas en nous contactant. Afin d’ajouter un lieu, faites nous parvenir son nom, son adresse et éventuellement toute information de contact disponible (téléphone, e-mail, site internet, réseaux sociaux).