3D数字化三坐标测量扫描
使用三坐标测量机(CMM, Coordinate Measuring Machine)进行3D扫描是一种通过捕捉物体几何形状来创建物理对象的数字化详细模型的方法。该过程将CMM的高精度与3D扫描技术结合,可实现对复杂机械零件或工具的高精度三维测量和逆向工程。
3D扫描过程
快速、强大并具颠覆性。
当主流媒体仍在聚焦于3D打印时,另一场更安静却可能更具影响力的技术革新正悄然改变着产品的设计、工程、制造、检测和归档方式——这就是3D扫描:从现实世界中捕捉数据,并将其导入数字流程。
便携式3D扫描正从实验室走向工厂一线和实地应用,受以下几个关键因素推动:
灵活便捷,适用于包括产品生命周期管理(PLM)在内的多种应用场景
简单易用、自动化程度高,使其从专业人士扩展到普通工程师
成本降低,推动市场普及
对关键任务项目提供更高的精度、速度与可靠性
根据MarketsandMarkets网站发布的《3D扫描仪市场研究报告》,预计市场规模将从2018年的41.3亿美元增长至2025年的65.9亿美元,2019至2025年间的年均复合增长率为6.6%。
来源: marketsandmarkets.com
连接现实世界与数字世界
3D扫描仪是三维测量设备,可用于捕捉真实物体或环境,并在数字世界中进行建模或分析。最新一代扫描仪不再需要与被测物体接触。
3D扫描仪可以对任何物体进行部分或完整的三维测量。相比传统“逐点测量”的设备,这些扫描仪能够生成高密度的点云数据。
扫描物体的主要目的有两个:
提取尺寸数据,重建CAD参考文件,用于逆向工程或快速原型制作
测量物体本身用于分析和文档记录,适用于计算机辅助检测(CAI)、数字归档以及计算机辅助工程分析(CAE)
3D扫描的工作原理
根据数据采集方式的不同,扫描仪主要分为两类:

白光和结构光系统
进行单帧拍摄或扫描

扫描臂和便携式手持扫描仪
持续采集多帧图像
扫描结果通常以自由形态的、非结构化的三维数据表示,如点云或三角网格。有些扫描仪还可获取颜色信息,以用于特定应用。
图像或扫描数据将被统一到一个共同参考系统中,并融合成完整模型。这个过程称为对齐或配准,既可在扫描过程中进行,也可以作为后处理步骤完成。
计算机软件可对扫描数据进行清理、修复漏洞、纠正错误并提升数据质量。最终的三角网格通常会导出为STL(立体光刻)格式,或转换为NURBS(非均匀有理B样条)曲面用于CAD建模。




