Kolik stojí 3D skenování a provoz 3D skeneru?

3D skenery nám umožňují vytvářet digitální modely fyzických dílů. Nejčastěji jsou využívány 3D skenery laserové a optické, na které se v článku budeme soustředit. 3D skenování má velmi široké uplatnění v průmyslu. Zjednodušeně rozlišujeme dvě základní skupiny aplikací – inspekci dílů a reverzní inženýrství. Inspekce pokrývá řadu metod a postupů pro rozměrovou kontrolu vyrobených dílů, kdy cílem je porovnání konkrétního dílu s jeho CAD modelem. Reverzní inženýrství pak slouží ke zpětnému vytvoření digitálního modelu u dílu, ke kterému nejsou k dispozici CAD data nebo technická dokumentace.

Jaké jsou ale náklady na vlastní 3D skenování? Provozní náklady výrobních technologií jsou obvykle velmi důležitým bodem při rozhodování o koupi jakékoliv technologie, jsou kalkulovány do ceny produkce a firmy je důkladně zvažují. Jaké provozní náklady tedy má 3D skener a 3D skenování? Zodpovězení této otázky je tématem našeho článku.

 

Provozní náklady na 3D skenování

Mezi náklady na 3D skenování můžeme zařadit obvyklé položky jako odpis skeneru, náklady na operátora nebo elektrickou energii. Jejich výpočet je vcelku jasný a srozumitelný. My se zaměříme na specifické náklady spojené s využíváním optických a laserových 3D skenerů a to na spotřební materiál. Do něj řadíme 2 základní položky – referenční body a zmatňující spreje.

1) Referenční body nalepené na dílu nebo podložce využívá skener pro vzájemnou orientaci snímků pořizovaných během skenování. Klíčovou vlastností bodů a také známkou jejich kvality, je:

• co nejpřesnější kruhovitost vnitřního terčíku a,
• co nejvyšší barevný kontrast mezi středem a černým okrajem.

Pro aplikaci bodů pro skenování platí jednoduché pravidlo, že v daném snímaném záběru musí být vždy nejméně 3 body. „Hustota“ nalepení bodů na díl nebo podložku se tedy přizpůsobuje velikosti měřícího objemu skeneru a tvaru daného dílu. U malých dílů (řádově do 30 cm) lze plně využít body aplikované na podložce a na díl se umístí pouze několik bodů pro správné složení 3D dat při jeho otočení a skenování z druhé strany. Zásadní pro optimalizaci provozních nákladů je zvolit pro skenování takové referenční body, které splňují nezbytné kvalitativní parametry (kruhovitost bílého středu a jeho kontrast s černým okrajem). Pokud body splní tento požadavek, lze více méně čistě volit na základě ceny. Náš 3D skenovací tým zpracoval analýzu kvality referečních bodů GOM, které jsou tradičním etalonem na trhu a konkurečního výrobce Messpunkte.

 

2) Zmatňující spreje mají uplatnění při skenování průhledných, poloprůhledných, lesklých nebo lakovaných povrchů, kdy se světlo vysílané skenerem neodráží nebo špatně odráží zpět ke kamerám. Povrchy se proto před skenováním zmatňují speciálními nástřiky. Ty jsou nejčastěji aplikovány sprejem nebo airbrushem. Objem spotřebovaného nástřiku samozřejmě závisí primárně na velikosti dílu a zmatněných ploch. V další části článku se proto zaměříme na reálné porovnání nákladů na skenování na jednom konkrétním příkladu.

Zmatňující spreje se dělí do dvou základních skupin, a to na permanentní a na sublimační. Permanentní nástřik je třeba po skenování z dílu umýt. Vrstva sublimačního spreje naopak po určité době sama zmizí.

Dalšími sledovanými vlastnostmi zmatňujících sprejů jsou:

• možnost nalepení referenčních bodů na nastříknutou vrstvu,
• jemnost nastříknuté vrstvy, aby nezakryla detaily skenovaného dílu a minimalizovalo se zkreslení prováděného měření,
• rovnoměrnost nastříknuté vrstvy na celém dílu,
• krycí schopnosti, tedy jak velkou plochu nástřiku vytvoří např. 0,5 litru.

Náklady na zmatňující spreje a referenční body závisí na skenovaném dílu. Tedy jestli jeho povrch vyžaduje zmatnění a také jak velký je, a tudíž kolik bodů je na něj třeba aplikovat. Cenové náklady si přiblížíme na konkrétních příkladech.

 

Náklady na referenční body

V následující tabulce uvádíme počet bodů, které jsme aplikovali na různé skenované objekty. Pro lepší představu jsme vybrali objekty různých tvarů a velikostí a také z různých oblastí. Na velké objekty jsme využívali laserový 3D skener Zeiss T-SCAN hawk, který pracuje s reflexními body. Menší díly pak snímal skener ATOS Q a využíval klasické bílé body.

Z pohledu kalkulace porovnáváme náklady na spotřebu bodů 2 značek – GOM a Messpunkte. Jednotkové ceny bodů:

Počet aplikovaných bodů	Cena / 1 bod
GOM – bílé	1,28 Kč
GOM – reflexní	0,80 Kč
Messpunkte – bílé	0,71 Kč
Messpunkte – reflexní	0,57 Kč

 

 

 

 

 

 

 

Cena bodů spotřebovaných během skenování je vypočtena v následující tabulce.

 

Náklady na zmatňující spreje

Zajímavé porovnání nákladů na zmatňující spreje udělali kolegové ze Škoda Auto, a.s. při skenování kompletního exteriéru automobilu. Porovnávali několik sprejů a jejich spotřebu pro zmatnění celého vozu. Vedle sprejů jsme porovnávali také cenu při použití stříkací pistole, která je obecně vždy nižší. Na našem blogu jsme zpracovali celý článek s podrobnějšími infomacemi a výsledky porovnání.

Ceny za spotřebované spreje ukazuje přehledně následující tabulka.

Je z ní patrné, že existují opravdu velké rozdíly mezi zmatňujícími spreji dostupnými na trhu. Z pohledu celkových nákladů na skenování může být položka za spreje poměrně výrazná.

 

Jak lze ušetřit při 3D skenování?

Na základě našich zkušeností jsme připravili několik jednoduchých doporučení, jak můžete při skenování ušetřit.

 

 

Autor článku

Autorem článku je Ing. Juraj Sulaček, 3D Scanning Engineer ve společnosti 3Dees Industries s.r.o.