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10 raisons pour lesquelles la numérisation 3D est utile en impression 3D

Publié le 19 juin 2024 par Carla C.
numérisation 3D

La numérisation 3D est un processus qui consiste à capturer la forme, la composition et les dimensions d’objets ou d’environnements à distance à l’aide de scanners 3D. Les données collectées par les lasers et les caméras peuvent être utilisées pour créer des modèles 3D de haute précision pour diverses applications. Avant d’aborder les applications spécifiques pour lesquelles la numérisation 3D peut être utile, examinons brièvement le fonctionnement du processus de numérisation.

La numérisation peut être réalisée à l’aide de différentes technologies et de différents dispositifs, que nous examinerons plus en détail ci-dessous. Quelle que soit la technologie utilisée, la numérisation doit être effectuée dans différentes positions et sous différents angles afin d’obtenir un modèle de données complet de l’ensemble de l’objet. À l’aide d’un logiciel de CAO, ces données sont traitées pour créer des dessins en 2D ou des modèles en 3D. Les modèles peuvent être utilisés pour l’analyse, la conception, le contrôle, l’archivage ou la création de nouveaux objets : les applications de la numérisation 3D sont donc nombreuses et variées. Voyons donc en détail pourquoi vous devriez envisager d’utiliser la numérisation 3D dans vos projets et quels sont les avantages de la numérisation 3D combinée à l’impression 3D.

Crédits photo : Formlabs

#1: Projets pour chaque utilisateur

Les scanners 3D sont des dispositifs d’imagerie qui capturent un modèle 3D virtuel d’un objet réel en le mesurant. Cette technologie utilise diverses méthodes telles que les scanners laser, la lumière structurée ou la photogrammétrie. Par exemple, les scanners laser font souvent appel à la technologie LiDAR (Light Detection and Ranging), qui émet des ondes lumineuses réfléchies par les objets à scanner. Un logiciel analyse les données collectées et génère des modèles 3D à partir des nuages de points.

Lors de la numérisation avec la lumière structurée, le scanner projette un motif lumineux calibré sur l’objet à numériser. Ce motif déformé par l’objet permet de capturer ses contours avec précision. En photogrammétrie, l’objet est capturé, mesuré et interprété à partir d’images photographiques. Les scanners 3D sont disponibles dans une variété de technologies et de designs adaptés aux besoins et aux applications spécifiques. On trouve ainsi des scanners portables, des scanners de bureau, des scanners pour des objets de grande taille, voire des applications pour smartphones. Ce marché permet aux amateurs comme aux professionnels de tirer parti de la numérisation 3D, que ce soit pour de petits projets individuels ou pour l’intégration dans des processus de production plus complexes comme ceux de la fabrication additive.

Crédits photo : Sculpteo

#2: Précision

La numérisation 3D permet d’obtenir des données précises et détaillées, bien supérieures à celles d’un simple croquis pour représenter un objet. La précision de ces données dépend généralement de l’étalonnage du scanner et de la technologie utilisée. En numérisant l’objet depuis différentes positions, il est possible de recueillir des informations sur sa forme, ses caractéristiques et ses détails. Cela génère un nuage de points qui peut être utilisé pour créer des modèles précis à des fins d’analyse, de (re)conception et de visualisation. Bien que la collecte des données soit très précise, il est essentiel que les utilisateurs et les ingénieurs en CAO vérifient le modèle de données. Cette vérification est particulièrement importante si un nouvel objet doit être produit à l’aide des données obtenues et si le modèle 3D doit être utilisé pour l’impression 3D ultérieure. Par exemple, elle permet d’éviter les erreurs lors de l’impression.

#3: Gain de temps

Les éléments précédents facilitent un processus de numérisation efficace et une acquisition rapide des données. Contrairement aux méthodes de mesure traditionnelles qui impliquent l’utilisation de machines de mesure tridimensionnelle et d’outils manuels, un seul balayage laser puissant peut capturer des millions de points de données 3D en quelques secondes. Étant donné que toutes les données peuvent être collectées lors du premier balayage, cela contribue à la création rapide d’un modèle 3D, accélérant ainsi les projets.

numérisation 3D

Crédits photo : 3DSpace

#4: Réduction des coûts

C’est bien connu : le temps, c’est de l’argent, ce qui nous conduit directement au point suivant : les économies réalisées. La numérisation 3D nécessite moins d’itérations pour la mesure elle-même, ce qui réduit à la fois le temps et le travail nécessaires. C’est pourquoi la numérisation 3D représente une alternative rentable par rapport aux autres technologies de mesure. Cet avantage est particulièrement important lorsqu’elle est intégrée dans des processus de production coûteux, comme la fabrication additive industrielle.

Grâce à la précision du scanner, les erreurs, conflits et retouches peuvent être minimisés dès le début de la phase de conception ou de construction, ce qui permet d’économiser du temps et des coûts. Bien entendu, les scanners professionnels de haute qualité ont un coût initial non négligeable, mais cet investissement est pleinement justifié à mesure que leur utilisation se développe. Comme nous l’avons mentionné, il existe une variété de modèles de scanners adaptés à différentes applications et budgets, y compris des options plus abordables. Des applications de numérisation, parfois gratuites, sont couramment utilisées par les architectes, les décorateurs d’intérieur et les créateurs. En général, l’utilisation des scanners 3D est très intuitive et ne nécessite pas de formation coûteuse pour se familiariser avec la technologie.

#5: Sécurité

La numérisation 3D permet d’acquérir des données sans contact direct avec l’objet, offrant ainsi plusieurs avantages. Tout d’abord, elle permet de protéger les objets de valeur scannés à des fins d’archivage, de réparation ou de reproduction. De plus, elle contribue à la sécurité des travailleurs, car elle permet l’utilisation de trépieds pour scanner des environnements éloignés, difficiles d’accès ou potentiellement dangereux. C’est particulièrement utile lors de la surveillance d’usines chimiques, nucléaires ou de zones présentant un terrain instable.

Crédits photo : Multiviste/Hexagon

#6: Contrôle de la qualité

La numérisation 3D peut être utilisée dans de nombreuses situations pour vérifier la qualité des composants. Même pendant la fabrication et le prototypage, les scanners 3D portables aident à identifier les causes d’éventuels problèmes dans la conception. De même, la numérisation 3D s’avère particulièrement efficace pour documenter l’état actuel des composants déjà utilisés, permettant ainsi une comparaison précise avec le modèle initial. Cette approche garantit des contrôles de qualité approfondis et facilite les ajustements nécessaires pour maintenir les normes élevées. De plus, elle permet de simplement enregistrer par numérisation les modifications apportées aux pièces en atelier.

#7: Modèles numériques

La numérisation 3D n’est pas réservée à un seul domaine d’application. Cette technologie trouve des applications diverses et variées : elle permet d’abord la documentation et l’archivage de modèles numériques, assurant ainsi la conservation des données actuelles pour des travaux futurs ou à titre d’archive. Ce dernier point est particulièrement avantageux pour les musées et les institutions artistiques qui souhaitent enregistrer et protéger des objets historiques ou des œuvres d’art coûteuses.  De plus, ces données sont utilisées pour la reproduction d’objets, répondant ainsi à une demande croissante dans les entreprises de taille moyenne à grande. L’adoption de jumeaux numériques, consultables à la demande, est de plus en plus répandue, notamment en combinaison avec l’impression 3D, favorisant une production sur demande qui répond non seulement aux exigences de production locale mais aussi aux objectifs de durabilité. Enfin, les données de numérisation sont essentielles pour les processus de rétro-ingénierie.

numérisation 3D

Crédits photo : Creaform3D

#8: Personnalisation

Dans les secteurs de la médecine et des biens de consommation, les technologies de numérisation 3D ouvrent de nouvelles perspectives pour la personnalisation des produits. Les scanners corporels permettent d’enregistrer précisément les dimensions individuelles des personnes, facilitant ainsi la fabrication sur mesure de produits médicaux tels que des orthèses, des prothèses, des chaussures et des semelles orthopédiques. Un domaine particulièrement important est celui de la dentisterie, où les avancées visent à créer des implants et d’autres solutions adaptées aux besoins spécifiques des patients.De nombreux cabinets dentaires ont déjà adopté l’impression 3D pour produire ces solutions sur mesure. Cependant, cette approche requiert des données très précises capturées par des scanners spécialisés. Cela a donné lieu à un marché distinct pour les scanners dentaires, comprenant les scanners intra-oraux et les scanners de laboratoire. L’intégration de la numérisation et de l’impression 3D permet donc aux dentistes de concevoir rapidement des solutions médicales personnalisées.

La personnalisation devient de plus en plus cruciale dans le secteur des biens de consommation pour attirer de nouveaux clients et se démarquer sur le marché compétitif. Cette tendance est soutenue par l’avancée des technologies comme l’impression 3D, qui, associée à la numérisation 3D, permet une fabrication efficace de produits sur mesure. Ces exemples illustrent bien comment la technologie de numérisation 3D peut être appliquée.

Crédits photo : Digital Dental Lab

#9: Optimisation de la phase de conception et de développement des produits

Les scanners 3D sont couramment utilisés pour créer des modèles numériques d’objets en vue d’archivage ou de reproduction. Cependant, elles peuvent également servir de point de départ à de nouvelles conceptions. Dans la phase de design, les données de numérisation peuvent aider à créer un nouveau concept et à réduire les cycles de conception d’un prototype. Cette approche permet de minimiser les itérations de prototypes, contribuant ainsi à rendre la phase de conception et de production plus durable en réduisant les déchets. Les modèles numériques facilitent l’innovation dans le développement de produits, préviennent les erreurs coûteuses et accélèrent les délais de mise sur le marché. En combinaison avec l’impression 3D, ces étapes peuvent être encore optimisées, car l’impression 3D est connue pour la production durable et rapide de prototypes.

#10: Compatibilité avec différentes technologies

Enfin, la numérisation 3D se distingue par sa compatibilité avec diverses technologies. Une fois les données capturées, elles peuvent être facilement intégrées dans des plateformes telles que CAO ou BIM, servant ainsi de point de départ pour de nouveaux projets. Les nouvelles technologies AR/VR sont souvent basées sur des données de numérisation utilisées par l’industrie du divertissement. Ces applications de réalité virtuelle ou augmentée sont populaires dans les secteurs du jeu et du tourisme. Les données de numérisation peuvent également être intégrées dans des flux de production industriels. Par exemple, dans le domaine de la fabrication additive, la numérisation 3D présente de nombreux avantages en termes de réduction des délais, des coûts et d’amélioration de la précision, ouvrant ainsi de vastes possibilités d’application. La numérisation 3D peut, mais ne doit pas, être considérée comme une technologie isolée.

Crediti: 3Dprintjunction

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*Crédits photo de couverture : Skywell

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