Vshaper | Comment les scanners et les imprimantes 3D changent-ils la façon dont nous fabriquons ?

Comment les scanners et les imprimantes 3D changent-ils la façon dont nous fabriquons ?

Ces dernières années, les scanners et les imprimantes 3D ont révolutionné la façon dont nous concevons et fabriquons toutes sortes d’objets. Ces technologies innovantes offrent non seulement de nouvelles possibilités de création, mais accélèrent et rationalisent également des processus de fabrication entiers. Découvrez comment l’utilisation conjointe de scanners et d’imprimantes 3D améliore la productivité et l’efficacité de la fabrication.

Scanner 3D – principe de fonctionnement

Les scanners 3D sont des appareils spécialisés qui numérisent des objets et les transforment en modèles numériques. En d’autres termes, ils sont utilisés pour capturer la géométrie tridimensionnelle d’objets physiques et créer un modèle 3D. Ils permettent de représenter des géométries, des textures ou des détails même très complexes. Les scanners fonctionnent selon différentes méthodes : optique, laser, photogrammétrique ou ultrasonique. Le principe de fonctionnement d’un scanner repose sur la méthode du balayage optique :

1.  Il émet de la lumière sur l’objet à scanner. La lumière est émise sous forme de motifs, de lignes ou de grilles lumineuses.
2. La lumière émise se réfléchit sur l’objet et est enregistrée par les caméras qui se trouvent dans le scanner 3D. Le scanner évalue ensuite la distance entre les différents points et la surface de l’objet (méthode de triangulation). Cette méthode consiste à comparer les différences de réflexion de la lumière.
3. Sur la base de ces données, un nuage de points est généré qui montre la forme de la surface de l’objet.
4. L’étape finale consiste à transformer le nuage de points en un modèle numérique en 3D, notamment en supprimant le bruit, en filtrant les données ou en éliminant les écarts entre les points.

Le schéma de fonctionnement de chaque appareil est similaire. Seule la lumière émise est différente.

Applications des scanners 3D

Les scanners 3D ont actuellement un large éventail d’applications dans de nombreux secteurs, de l’industrie à la médecine. Voici quelques exemples d’utilisation des scanners 3D :

• Ingénierie et fabrication – cartographie précise de la géométrie des objets, conception de prototypes, création de nouveaux outils ou contrôle de la qualité de la production.
• Architecture et construction – documentation des bâtiments existants, des monuments. Le modèle 3D permettra l’analyse et la reconstruction. Le scanner est également utilisé pour créer des maquettes.
• Médecine – pour la création de modèles anatomiques dans la planification des procédures chirurgicales, la création d’orthèses et de prothèses. Pour la préparation d’appareils orthodontiques.
• Divertissement – pour créer des personnages et des objets réalistes, par exemple dans les jeux informatiques et vidéo.
• Impression 3D – un objet scanné peut être réimprimé sous forme de réplique.
• Automobile – pour recréer des objets qui ne sont plus disponibles sur le marché (par exemple, le capot d’une voiture de collection) ou pour scanner des scènes d’accidents de la route afin de recréer le déroulement d’un incident.

Scanner 3D et imprimante 3D fonctionnant ensemble

L’utilisation conjointe d’une imprimante 3D et d’un scanner 3D peut apporter de nombreux avantages à une entreprise, en particulier dans un département de conception ou de fabrication. La poursuite du développement de la technologie nous permettra de découvrir d’autres domaines dans lesquels la coopération de ces deux appareils fonctionnera sans aucun doute.

1. Reproduction et cartographie – après avoir scanné un composant spécifique, tel qu’une pièce automobile, un objet numérique du modèle est créé. L’imprimante 3D, sur la base de ce modèle, imprimera une réplique de ce composant.
2. Modification et personnalisation – le composant scanné peut être modifié dans un logiciel de modélisation 3D. Cela réduit le temps nécessaire pour concevoir le composant à partir de zéro. De nombreuses modifications peuvent être apportées au modèle 3D, telles que la modification de la géométrie, la suppression ou l’ajout de nouveaux éléments. Le nouveau modèle est ensuite imprimé sur une imprimante 3D. Cette technique est surtout utilisée pour le prototypage, lorsque de nombreuses modifications sont apportées pour obtenir un modèle plus parfait.
3. Objets hybrides – combinaison d’éléments scannés avec des éléments déjà imprimés. C’est-à-dire à un élément existant qui a déjà été scanné. Des éléments supplémentaires ont été conçus, imprimés et attachés à l’élément de base. Cela permet d’affiner les modèles en très peu de temps et de combiner différentes structures et différents matériaux en un seul endroit.
   La collaboration entre le scanner 3D et l’imprimante 3D offre de plus grandes possibilités de création et de personnalisation d’objets et une plus grande flexibilité dans le processus de conception et de production.

Avantages de l’utilisation d’un scanner et d’une imprimante 3D

• Rapidité et efficacité de l’opération – accélération du processus de conception et de fabrication du composant. La conception manuelle n’est plus nécessaire et il est possible d’obtenir un modèle physique du composant en quelques heures.
• Précision et exactitude – les deux méthodes fournissent des représentations exactes – du modèle 3D au composant réel et vice versa. Cela permet de vérifier l’exactitude dimensionnelle des composants créés en les comparant au modèle original.
• Capacité à créer des géométries complexes, à faible coût et en peu de temps.
• Optimisation des processus de production – le scanner peut être utilisé pour vérifier, analyser et améliorer la qualité de la chaîne de production, tandis que l’imprimante permettra le prototypage rapide et la production de petits lots.

Exemples d’applications de l’impression 3D et des scanners 3D chez nos clients, Entreprise produisant des orthèses

Afin de préparer des orthèses pour des patients souffrant de problèmes musculo-squelettiques (blessures, fractures, parésie, infirmité motrice cérébrale), un modèle du membre a été réalisé à l’aide d’un moulage en plâtre avant que les technologies modernes de numérisation et d’impression 3D ne soient appliquées. On obtenait ainsi une forme concrète, bien que peu précise, qui était ensuite cartographiée pour créer une orthèse. Grâce aux technologies d’impression et de numérisation 3D, le processus s’est considérablement raccourci. Aujourd’hui, les patients subissent une numérisation 3D à l’aide d’un scanner. Un modèle de la jambe est créé dans un logiciel, qui est ensuite imprimé sur une imprimante 3D. Le matériau le plus couramment utilisé est l’ABS. Sur la base de l’impression, une orthèse est créée pour améliorer la vie de l’utilisateur. Le processus de création d’orthèses pour les adultes et surtout pour les enfants a été rationalisé et est devenu plus confortable et moins douloureux.

• Article de notre partenaire VSHAPER