Dans le secteur industriel, plusieurs équipements ont été développés afin de passer d’un modèle informatique à un objet physique. On pense par-exemple aux machines-outils CNC et plus récemment, aux imprimantes 3D. Mais, saviez-vous qu’il existe une technologie permettant de parcourir le chemin inverse? Il s’agit de la numérisation 3D.
Dans les paragraphes suivants, nous tenterons de démystifier la numérisation 3D en explorant une foule de facettes de cette technique aussi fascinante que polyvalente.
Qu’est-ce que la numérisation 3D?
La numérisation 3D est un processus qui consiste à capturer la géométrie d’un objet ou d’un environnement physique pour ensuite convertir celui-ci en modèle numérique tridimensionnel. Cette représentation informatique peut ensuite être consultée ou éditée à l’aide de logiciels spécialisés.
Cette modélisation en trois dimensions s’accomplit notamment à l’aide de dispositifs qui collectent des données sur la forme, la taille et la texture d’un objet depuis différentes perspectives, communément appelés « scanners 3D ».
Présentation de 2 types de scanners 3D
Il existe différents types de scanners 3D permettant de créer des modèles en trois dimensions détaillées à partir d’objets physiques. Parmi ceux-ci, on compte les scanners à lumière structurée et les scanners laser.
Les scanners 3D à lumière structurée
Les scanners 3D au laser utilisent également une technologie de triangulation pour calculer précisément les caractéristiques dimensionnelles d’un objet. Cependant, ils projettent un faisceau laser sous forme d’un treillis de lignes plutôt que de la lumière. Cela les rend d’ailleurs mieux adaptés à une utilisation dans un environnement lumineux (comme à l’extérieur).
Le « quadrillage » laser projeté sur la surface de l’objet à numériser va se déformer pour en révéler la géométrie unique. Les capteurs de l’appareil vont ensuite calculer la position de chaque point pour générer une image tridimensionnelle encore plus précise que celle obtenue avec le scanner à lumière structurée (de l’ordre de 0.075 mm (0.0030 pouce). Certains appareils de ce type vont aussi nécessiter l’application de petites « cibles » magnétiques sur les surfaces de la pièce à numériser afin d’augmenter la précision de la triangulation.
De manière générale, les scanners laser sont mieux adaptés à une utilisation industrielle puisqu’ils permettent la numérisation d’objets de grande taille en beaucoup moins de temps grâce à leur vitesse d’acquisition supérieure. Par exemple, chez Omnifab, nous utilisons un scanner laser capable de numériser des objets dont les dimensions peuvent aller jusqu’à 15 mètres (50 pieds). Il est néanmoins possible de combiner différents scans pour numériser des objets encore plus volumineux.
Un autre avantage significatif des scanners 3D au laser par rapport aux scanners 3D à lumière structurée est leur capacité à numériser les surfaces brillantes, huileuses et réfléchissantes, sans préparation préalable de la pièce. Par exemple, il peut être nécessaire de pulvériser une peinture temporaire sur les surfaces lustrées avant de procéder à un scan avec un appareil à lumière structurée. Ce processus chronophage est évité avec le scanner laser.
Faites appel à notre service de numérisation 3D
Quelques applications de la numérisation 3D
La numérisation possède une multitude d’usages. En voici quelques-uns des plus répandus :
1. Conception et prototypage
Cette technologie permet de créer des modèles précis de pièces ou de produits, ce qui facilite la conception, le prototypage et le développement de nouveaux produits.
2. Ingénierie inverse
La numérisation 3D permet de créer des modèles à partir d’objets physiques existants, ce qui est très pratique pour la rétro-ingénierie et la modification de pièces existantes.
3. Contrôle de la qualité
La numérisation 3D permet de comparer l’objet fabriqué avec le modèle CAO durant la phase de conception. Ainsi, il est possible d’en vérifier et d’en contrôler la conformité au niveau des dimensions, des volumes, des surfaces, etc. L’utilisation du scanner 3D permet une prise de mesure extrêmement fiable!
4. Personnalisation de produits
La numérisation 3D permet de personnaliser des produits pour répondre aux besoins spécifiques des clients. Les retouches sur un modèle informatique demandent beaucoup moins de ressources que de produire différentes versions « physiques » d’une pièce.
5. Sécurisation d’équipements
La conception et l’installation de dispositifs de sécurité sur des machines dangereuses sont facilitées par la numérisation 3D. En effet, un scan 3D permet de développer des pièces sur mesure 100% compatibles avec l’équipement à sécuriser.
6. Archivage
La création de modèles 3D détaillés et de nuages de points permet de disposer d’une documentation complète des actifs et des produits de l’entreprise.
Quelles sont les applications que NOUS pouvons en faire?
Chez Omnifab, nous proposons un service de numérisation 3D à notre usine ou directement sur votre chantier, ce qui est très pratique lorsque l’élément à scanner est difficile, voire impossible à transporter.
Nous pouvons donc l’utiliser pour l’ensemble de ces applications industrielles :
- Rétro-ingénierie
- Reproduction d’une pièce
- Amélioration ou modification d’objets existants
- Sécurisation de machines
- Développement de moules de fabrication
- Inspection, vérification et assurance qualité
- Simulation et essai
- Archivage
- Et plus encore!
Les secteurs qui bénéficient le plus de la numérisation 3D
La technologie de numérisation 3D offre des avantages significatifs dans de nombreux secteurs d’activité. Voici quelques-uns des secteurs qui en bénéficient le plus, ainsi que des exemples d’utilisations qu’ils en font :
Fabrication et production industrielle : Permet la numérisation de pièces pour la rétro-ingénierie, le contrôle qualité, et l’optimisation des processus de production.
Aérospatiale : Pour l’inspection, la rétro-ingénierie, et la maintenance des pièces complexes, souvent critiques en termes de sécurité.
Automobile : Utilisée pour le prototypage, la conception de pièces, l’inspection de qualité, et l’analyse des performances des composants.
Santé et médecine : Essentielle pour la création de prothèses personnalisées, l’impression 3D d’organes à des fins éducatives, et la planification chirurgicale.
Architecture et construction : Pour la numérisation des bâtiments existants, la gestion de projets de rénovation, et la création de modèles BIM (Building Information Modeling).
Patrimoine culturel et muséologie : Utilisée pour la conservation, la restauration, et la reproduction d’artefacts historiques et artistiques.
Éducation et recherche : Employée pour la création de modèles pédagogiques, la recherche en ingénierie, et l’exploration de concepts scientifiques.
Électronique et télécommunications : Pour le prototypage rapide, la conception de circuits complexes, et l’assemblage de composants de haute précision.
Prévoir le temps de post-traitement nécessaire
Le temps qui devra être consacré à traiter les images captées à l’aide d’un scanner 3D va généralement dépendre du type d’objectif visé.
- Si l’objectif est de faire la conception d’une pièce se rattachant à l’objet à numériser, il n’y aura que très peu de post-traitement à faire. En ce sens, si on veut ajouter un garde de sécurité ou tout autre dispositif à une machine et s’assurer qu’il soit 100% compatible avec cette dernière, le temps de post-traitement nécessaire est minimal.
- Si l’objectif est de créer un moule permettant de fabriquer ou de reproduire la pièce scannée, il y aura davantage de post-traitement effectué pour pouvoir fournir un modèle théorique parfait. En effet, le technicien devra éliminer tous les « bruits » du scan de départ (égratignures, poussières, usure due à l’utilisation, tolérances de fabrication, etc.), ce qui prend un certain temps.
- Si l’objectif est de créer un modèle 3D natif (ex. : fichier Inventor ou SolidWorks) permettant de faire un suivi des modifications de la géométrie de l’objet, il faudra carrément redessiner la pièce et comparer le résultat avec le fichier numérisé. C’est le cas de figure qui demande le plus de temps post-traitement.
Faites le saut vers la numérisation 3D avec nos experts
Chez Omnifab, nous nous assurons de nous adapter à vos besoins. C’est pourquoi, une fois la numérisation exécutée, nous pouvons vous transférer le fichier dans le format qui vous convient. Ainsi, en quelques clics, vous pourrez transférer vos modèles 3D vers pratiquement n’importe quel logiciel de dessin industriel ou de CAO.
N’hésitez à nous contacter notre service d’ingénierie mécanique pour toutes vos questions et vos projets requérant de la numérisation 3D.