Resolution makes a difference

3D 스캐닝은 가능성의 세계를 열어줍니다. 현실에 실제로 존재하는 그 어떤 것도 단 몇 분만에 캡쳐하여 디지털 모델로 만들 수 있는 세상을 상상해 보세요.

이제 그 상상이 현실이 됩니다. 업체들은 다음과 같은 목적을 위해 매일 3D 스캐너와 소프트웨어를 사용합니다.

  • 실제 부품의 CAD 모델을 제작 및 역설계하여 손실된 디자인을 캡처하고 기존 제품을 업데이트하며 새 제품을 제작합니다.
  • 제조된 부품을 CAD 디자인과 비교하여 제품 품질을 확인합니다.
  • 보건, 치의학 및 패션을 위한 대량 맞춤형 제품을 제작합니다.
  • 건물 전체를 스캔하여 정확한 3D 모델을 만듭니다.
  • 그 외에도 많은 것들을 제작합니다.

3D 스캐너 및 그와 함께 제공되는 소프트웨어는 이제 많은 사람들이 이용하고 있습니다. 스캐너는 이전보다 더 신속하고 저렴해졌으며 정확성이 향상되었습니다. 3D 스캔 처리 소프트웨어는 더욱 자동화되고 더 나은 결과를 생성하며 그 어느 때보다 더 빠르게 작동합니다.

3D 스캐너란 무엇인가요?

이른바 3D 스캐너라 불리는 장치들은 여러 가지가 있습니다. 레이저, 조명 또는 X선을 사용하여 실제 세계를 측정하고 짙은 점 구름 또는 다각형 메시를 생성하는 모든 장치는 3D 스캐너로 간주할 수 있습니다. 스캐너는 3D 디지타이저, 레이저 스캐너, 백색광 스캐너, 산업용 CT, LIDAR 등 여러 가지 명칭으로 통용됩니다. 이러한 모든 장치의 공통적 통합 요소는 수십만 또는 수백만 회의 측정으로 실제 객체의 기하 형상을 캡처한다는 것입니다.

3D 스캐닝 소프트웨어가 필요한 이유는 무엇인가요?

스캐너는 방대한 양의 데이터를 수집하기 때문에 해당 출력을 다른 소프트웨어가 처리할 수 있는 유용한 것으로 처리하려면 Geomagic® Design X™, Geomagic for SOLIDWORKS®Geomagic Wrap® 같은 전용 역설계 소프트웨어가 필요합니다. 스캔 데이터를 사용할 대상에 따라 역설계 소프트웨어는 데이터에 대해 다양한 작업을 수행할 수 있습니다. 3D 스캐닝의 가장 일반적인 용도는 역설계, 검사 및 디지털 아카이빙 또는 3D 프린팅입니다. Geomagic 역설계 소프트웨어, Geomagic Control X™ 검사 및 계측 소프트웨어 등과 같은 전용 소프트웨어는 3D 스캐너의 잠재력을 최대한 활용하는 가장 빠르고 쉬운 방법입니다.

3D 스캐너의 작동 원리

다양한 이미징 원리에 따라 3D 스캐닝에는 여러 가지 접근 방식이 있습니다. 일부 기술은 협대역 스캔에 이상적인 반면, 다른 기술은 중대역 또는 광대역 스캔에 더 적합합니다.

협대역 3D 스캐너

초점 거리가 1미터 미만인 3D 스캐너에는 레이저 삼각화 스캐너 및 구조화 광 3D 스캐너가 포함됩니다.

3D Systems - 스캐너 - 레이저 - 삼각화

레이저 삼각화 3D 스캐너

레이저 삼각화 스캐너는 레이저 라인 또는 단일 레이저 포인트를 사용하여 객체를 스캔합니다. 센서는 객체에서 반사되는 레이저 광을 포착하고 삼각법에 따른 삼각화를 사용하여 객체에서 스캐너까지의 거리를 계산합니다.

레이저 광원과 센서 사이의 거리 그리고 레이저와 센서 사이의 각도는 매우 정확하게 알 수 있습니다. 레이저 광이 스캔한 체에서 반사될 때 시스템은 센서로 복귀할 때의 각도와 레이저 광원에서 객체 표면까지의 거리를 각각 식별할 수 있습니다.

3D Systems - 스캐너 - 구조화 광

구조화 광(백색광 또는 청색광) 3D 스캐너

구조화 광 스캐너도 삼각법에 따른 삼각화를 사용하며 다만 이러한 장치들은 레이저 광을 보는 대신 일련의 선형 패턴을 객체에 투영합니다. 그런 다음, 패턴에서 각 라인의 모서리를 검사하여 스캐너에서 객체의 표면까지의 거리를 계산합니다. 기본적으로 카메라는 레이저 라인을 보는 대신, 투영된 패턴의 가장자리를 보면서 거리를 비슷하게 계산합니다.

협대역 3D 스캐너

찬성

반대

레이저 삼각화

  • 다양한 형태로 사용 가능: 영역 스캐너, 소형 스캐너, 휴대용 암
  • 종종 휴대성 향상
  • 필요한 부품 준비 감소
  • 주변 광에 대한 민감도 감소
  • 대체로 정확도 감소
  • 대체로 해상도 저하
  • 소음도 증가

구조화 광

  • 대체로 정확도 증가
  • 종종 해상도 증가
  • 소음 감소
  • 영역 스캐너 유형에 국한됨
  • 대체로 소형/휴대용이 아님
  • 표면 준비에 더 민감하게 반응(준비가 필요함)
  • 특정 조명이 필요할 수 있음

중대역 및 광대역 3D 스캐너

초점 거리가 1m 이상인 3D 스캐너에는 레이저 펄스 기반 및 레이저 위상 변이 3D 스캐너가 포함됩니다.

TOF(Time of Flight) 스캐너 이미지

레이저 펄스 기반 3D 스캐너

TOF(Time-of-flight) 스캐너라고도 하는 레이저 펄스 기반 스캐너는 매우 간단한 개념을 기초로 하고 있습니다. 즉, 빛의 속도는 매우 정확하게 알 수 있기 때문에 레이저가 어떤 객체에 도달하여 센서로 반사되는 데 걸리는 시간을 알고 있다면 그 객체가 센서로부터 얼마나 떨어져 있는지도 알 수 있습니다. 이러한 시스템은 피코 초(ps) 수준의 정확한 계측 회로를 사용하여 수백만 개의 레이저 펄스가 센서로 복귀하는 데 걸리는 시간을 측정하여 거리를 계산합니다. (일반적으로 거울을 통해) 레이저와 센서를 회전시키면 스캐너는 최대 360도까지 주변부를 스캔할 수 있습니다.

레이저 위상 변이 3D 스캐너로 3D 스캔

레이저 위상 변이 3D 스캐너

레이저 위상 변이 스캐너는 다른 유형의 TOF(Time-of-flight) 3D 스캐너 기술에 속하며 개념상으로는 펄스 기반 시스템과 유사하게 작동합니다. 이 스캐너는 레이저를 펄스화하는 것 외에도 레이저 빔의 출력을 조정하며, 송출된 후 센서로 복귀하는 레이저의 위상을 비교합니다. 위상 변이 측정이 더 정확합니다.

중대역 및 광대역 3D 스캐너

찬성

반대

레이저 펄스 기반

중대역 및 광대역(2m1,000m)

  • 정확도 감소
  • 데이터 수집 속도 저하
  • 소음도 증가

레이저 위상 변이

  • 정확도 증가
  • 데이터 수집 속도 증가
  • 소음 감소

중대역 전용