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10 razones por las que el escaneo 3D es útil en la impresión 3D

Publicado el junio 18, 2024 por Carol S.

El escaneo 3D es un proceso en el que se capturan la forma y las dimensiones de objetos o entornos reales sin necesidad de tocarlos, es decir, un proceso no destructivo. Estos datos recogidos por láseres y cámaras pueden utilizarse para crear modelos 3D de alta precisión aplicados a diversas ámbitos. Antes de pasar a las aplicaciones específicas en las que el escaneado 3D resulta extremadamente útil, veamos brevemente el proceso específico del proceso. 

El escaneo en sí puede llevarse a cabo utilizando diversas tecnologías y dispositivos, de los que hablaremos en detalle más adelante. Independientemente de la tecnología, el escaneo debe realizarse desde distintas posiciones y ángulos para obtener un modelo de datos completo de todo el objeto. Los técnicos de CAD utilizan estos datos para crear dibujos en 2D o modelos en 3D. Los modelos pueden utilizarse para analizar, planificar diseños, comprobar, archivar o crear objetos nuevos: ¡las aplicaciones del escaneo 3D son realmente numerosas y variadas! Echemos un vistazo más de cerca a las razones por las que se debería considerar el uso del escaneo 3D en la impresión 3D

Créditos: Formlabs 

#1: Dispositivos para cada usuario

Los escáneres 3D son dispositivos de imagen que crean un modelo 3D virtual de un objeto real a medida. Los dispositivos utilizan diversas tecnologías. El proceso de escaneo puede realizarse mediante escáneres láser, escaneado de luz estructurada o fotogrametría, por ejemplo. Los escáneres láser suelen utilizar la tecnología LiDAR (Light Detection and Ranging), que emite ondas luminosas pulsadas que se reflejan en los objetos a escanear. Así, el software clasifica los datos obtenidos y se crean modelos 3D basados en nubes de puntos.

En el escaneo con luz estructurada, el escáner emite el objeto a escanear en un patrón de luz calibrado. Cuando este patrón incide sobre el objeto, se distorsiona, lo que permite captar los contornos del objeto. En la fotogrametría, el objeto se captura, mide e interpreta mediante imágenes fotográficas. Dependiendo de los requisitos y la aplicación, no solo encontraremos escáneres con diferentes tecnologías, sino también con distintos diseños. Pueden ser escáneres portátiles, escáneres de sobremesa, escáneres para objetos de gran formato e incluso aplicaciones de escáner para smartphones. El mercado es tan amplio que tanto los usuarios aficionados como los profesionales pueden sacarle provecho a esta tecnología, ya que el escaneado 3D puede utilizarse para proyectos pequeños e integrarse en procesos de producción de mayor envergadura, como el flujo de trabajo en la manufactura aditiva. 

Créditos: Sculpteo

#2: Precisión

El escaneo 3D permite capturar datos de forma precisa y exhaustiva. Estos datos tienen mayor precisión que las descripciones o los bocetos para representar un objeto. Por lo general, estos datos son precisos, pero pueden variar en función de la calibración del escáner y la tecnología utilizada. Al escanear desde diferentes posiciones, también se pueden recopilar datos exhaustivos sobre la forma, las características ocultas y los detalles finos. Esto ayuda a obtener datos precisos de nubes de puntos que pueden utilizarse para crear un modelo preciso para el análisis, el (re)diseño y la visualización. Aunque la obtención de datos es muy precisa, los usuarios e ingenieros de CAD deben comprobar el modelo de datos. Esto es especialmente importante si se va a fabricar un nuevo objeto utilizando los datos obtenidos y el modelo 3D se va a utilizar para la posterior impresión 3D, por ejemplo, ya que así se pueden evitar errores durante la impresión

#3: Rendimiento

Los puntos anteriores también se traducen en un proceso de escaneo eficaz y una rápida adquisición de datos. A diferencia de las tecnologías de medición convencionales, que requieren máquinas de medición de coordenadas, herramientas manuales, etc., el escaneado es menos tedioso y requiere menos tiempo. Con el escaneo 3D se puede recopilar mucha información en muy poco tiempo. Por ejemplo, un único y potente escáner láser puede capturar millones de puntos de datos 3D en solo unos segundos. Como todos los datos pueden recopilarse durante el primer escaneo, no son necesarias más visitas al lugar en específico. Todo ello contribuye a la rápida creación de un modelo 3D, lo que a su vez ayuda a acelerar los proyectos y los procesos de toma de decisiones. 

Créditos: 3DSpace

#4: Rentabilidad

El tiempo es dinero, lo que nos lleva directamente al siguiente punto: la rentabilidad. La medición en sí requiere menos iteraciones y, por tanto, menos tiempo y trabajo. Esto también convierte al escaneo 3D en una alternativa rentable frente a otras tecnologías de medición. Se trata de una gran ventaja, especialmente cuando el escaneado se integra en un flujo de trabajo de producción costoso, como la fabricación aditiva industrial. 

Gracias a la precisión del escáner que ya hemos mencionado, se pueden reducir errores, inconvenientes y repeticiones desde el principio en una fase de diseño o construcción, todo lo cual ahorra tiempo de trabajo y costes. Por supuesto, los dispositivos profesionales de escaneo de alta calidad tienen un precio de compra que no debe subestimarse, pero a largo plazo la inversión merece la pena. Como ya se ha mencionado, existen escáneres de distintos diseños para diferentes aplicaciones y también de distintos precios, incluso escáneres 3D muy económicos. Las aplicaciones para escáneres a veces son gratuitas y suelen ser utilizadas por arquitectos y diseñadores de interiores o fabricantes. En general, el funcionamiento de los escáneres 3D es muy intuitivo y no se requieren costosos cursos de formación para familiarizar a los usuarios con la tecnología. 

#5: Seguridad

Con el escaneo 3D, los datos se capturan durante el proceso de escaneado sin contacto directo con el objeto. Esto tiene varias ventajas. En primer lugar, se pueden proteger los objetos valiosos que se escanean para archivarlos o para repararlos o reproducirlos. Por otro lado, también contribuye a la seguridad de los trabajadores, ya que los trípodes son un complemento que también puede utilizarse para captar con el escáner entornos lejanos, de difícil acceso o incluso peligrosos. Esto se aplica, por ejemplo, a la inspección de plantas químicas o nucleares o zonas con suelo inestable. 

Créditos: Multiviste/Hexagon

#6: Control de calidad

El escaneo 3D puede utilizarse en numerosas situaciones para comprobar la calidad de los componentes. Incluso durante la fase de producción y creación de prototipos, los escáneres 3D portátiles ayudan a identificar las causas de los problemas en el diseño. El escaneado 3D también es útil para registrar el estado actual de un componente que ya se ha utilizado. Esto permite determinar el estado real de una pieza, que luego se compara con el estado objetivo: el modelo. A continuación, las piezas pueden someterse al mantenimiento correspondiente para garantizar la calidad. Si una pieza se ha modificado y adaptado en el taller, estos cambios pueden registrarse simplemente mediante escaneado. 

#7: Modelos digitales

El escaneo 3D no está reservado a un único campo de aplicación. De hecho, la tecnología puede utilizarse en muchas áreas. Un uso que sobresale es el escaneo para la documentación, ya que los modelos digitales pueden archivarse y guardarse. Los datos reales y exactos, en un determinado periodo de tiempo, pueden utilizarse como punto de partida para trabajos posteriores o para archivar. Esto último es especialmente ventajoso para los museos e instituciones artísticas que quieran registrar y asegurar artefactos históricos u obras de arte valiosas. Los datos también pueden utilizarse para reproducir objetos. Cada vez más empresas industriales confían en los gemelos digitales, a los que pueden acceder cuando los necesitan. Especialmente en combinación con la impresión 3D, esto permite la producción bajo demanda, que, además de la producción in situ, también sirve para alcanzar objetivos de sostenibilidad. Del mismo modo, los datos escaneados pueden utilizarse para la ingeniería inversa. La información recogida permite comprender a fondo la función de un componente que puede reproducirse exactamente igual o de forma similar. 

Créditos: Creaform3D

#8: Personalización

En el campo de la medicina y los bienes de consumo, los datos escaneados en 3D ofrecen la posibilidad de la personalización. Gracias a los escáneres corporales, se pueden registrar las medidas individuales de una persona y fabricar productos médicos según sus necesidades personales, como órtesis, prótesis, zapatos y plantillas. Otro ámbito que debe destacarse explícitamente es el de la odontología, que se esfuerza por ofrecer implantes y soluciones personalizadas. Muchas clínicas dentales ya trabajan con impresoras 3D para conseguirlo. Sin embargo, esto requiere datos precisos que puedan captarse mediante escáneres. Lo que ha dado lugar a un segmento aparte de escáneres dentales, donde encontramos escáneres intraorales y escáneres de laboratorio. La combinación de escaneo 3D e impresión 3D permite a los dentistas generar rápidamente soluciones médicas personalizadas. 

El principio de personalización también es cada vez más importante en el sector de los bienes de consumo para captar nuevos clientes o destacar en el mercado. La tendencia hacia los bienes de consumo personalizados se ve impulsada por tecnologías como la impresión 3D. Junto con el escaneo 3D, los productos personalizados pueden crearse de este modo de forma eficiente. Estos son solo algunos ejemplos de cómo y dónde puede utilizarse la tecnología de escaneado 3D: ¡la lista de aplicaciones es larga! 

Créditos: Digital Dental Lab

#9: Mejora de la fase de diseño y desarrollo de productos

Los escaneos 3D suelen utilizarse para archivar objetos como modelos digitales o para reproducirlos. Sin embargo, también pueden servir como punto de partida para nuevos proyectos. En la fase de diseño, los datos escaneados pueden ayudar a crear un nuevo concepto y reducir los ciclos de diseño de un prototipo. Las piezas diseñadas a partir de datos obtenidos con escáneres suelen acabar con un solo prototipo o con ninguno. Al evitar prototipos redundantes, la fase de producción y diseño también puede hacerse más sostenible al haber menos residuos. Los objetos digitalizados fomentan la innovación en el desarrollo de productos, ayudan a evitar errores costosos y pueden acortar el plazo de comercialización. En combinación con la impresión 3D, estas fases pueden optimizarse aún más, ya que la impresión 3D es conocida por favorecer la producción sostenible y rápida de prototipos

#10: Compatibilidad con otras tecnologías

Por último, el escaneo 3D también se caracteriza por su buena interacción con otras tecnologías. El escaneado 3D puede utilizarse con el único fin de generar datos. Sin embargo, estos datos pueden integrarse perfectamente en plataformas como CAD o BIM y constituir el punto de partida de nuevos proyectos. Las tecnologías AR/VR emergentes se basan a menudo en datos de escaneado, que son utilizados por la industria del entretenimiento. Estas aplicaciones de realidad virtual o realidad aumentada también son muy populares en la industria del videojuego y el turismo. Sin embargo, los datos de escaneo también pueden incorporarse a un flujo de trabajo de producción. En la fabricación aditiva, el escaneado 3D ofrece numerosas ventajas en términos de tiempo, coste, precisión y numerosas posibilidades de aplicación. Este proceso suele estar al principio de un flujo de trabajo y el escaneado 3D puede, pero no tiene por qué, considerarse una tecnología aislada. 

Créditos: 3Dprintjunction

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*Créditos de la foto de portada: Skywell

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