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¿Cómo integrar la tecnología de escaneado 3D en un negocio?

Publicado el diciembre 21, 2020 por Alicia M.

El tamaño del mercado global de escaneado 3D se valoró en $4.5 mil millones en 2018, y se predijo que crecería a una tasa compuesta anual del 8.4% de 2019 a 2025, según un estudio de Grand View Research. Detrás de este crecimiento, podemos deducir que la tasa de adopción ha ido en aumento. Un número creciente de empresas ha captado los beneficios de invertir en tecnologías de escaneo 3D, ya sea para mejorar el desarrollo y diseño de productos, para aplicaciones de control de calidad, ingeniería inversa o creación de prototipos, entre otros. A pesar de los beneficios, es importante comprender si responden o no a las necesidades de una empresa. Además, los escáneres 3D son muy variados. Tanto dispositivos asequibles como algunos más caros están disponibles en el mercado, y ofrecen capacidades bastante diferentes. En el siguiente artículo, le pedimos a 3 expertos de la industria que nos brinden sus conocimientos sobre la adopción de escáneres 3D en una empresa. Entonces, ¿cómo integrar la tecnología de escaneado 3D en un negocio?

Jeff Wang es el fundador de ScanTech, empresa que ha adoptado la tecnología digital 3D desde 2011 y lanzó la primera generación de escáner 3D láser de mano en 2014. Con 10 años de experiencia en escaneo 3D y medición de grado metrológico, han proporcionado soluciones digitales 3D profesionales para 3000 clientes de la industria. A su lado, Monika Gaztañaga, es ingeniera de aplicación en Metrología Sariki desde hace 4 años; se dedica sobre todo al mundo de las nubes de puntos, donde trabaja con equipos de luz estructura Solutionix y escáneres láser para máquinas tridimensionales Mitutoyo. Por último, José Molinero pertenece a CAF Digital Manufacturing como responsable de estrategia y desarrollo. Cuenta con más de 10 años de experiencia con equipos 3D, desde los escáneres de largo alcance usados en obra civil hasta los escáneres de corto alcance usados en ingeniería de detalle, sobre todo los escáneres de luz estructurada.

¿Cuándo tiene sentido que una empresa adopte el escaneado 3D?

Todas las industrias deben pensar en el futuro, para construir mejores productos en el menor tiempo posible. Para un nuevo producto, todo comienza con el diseño, haciendo bocetos y maquetas, que luego se dará forma mediante un primer modelo CAD para construir el primer prototipo. Aquí es donde entra en juego la tecnología de escaneado 3D. Hoy en día son muchas las ventajas que ofrecen las soluciones de metrología. Entre ellas, encontramos la rapidez, versatilidad, personificación, calidad y precisión, así como la comodidad de réplica tridimensional. Entre las industrias que más han aprovechado estos beneficios destacan la aeroespacial, la automotriz, la dental y la médica. Sin embargo, es importante preguntarse en qué momento debe una empresa pensar en integrar el escaneado 3D en su actividad, ya que no siempre es la mejor idea a priori.

Lo fundamental es pensar en la aplicación para la empresa  y, para ello, nuestros expertos nos dan sus consejos. Jeff Wang comenta: “Se recomienda que las empresas compren escáneres 3D desde la etapa de diseño para brindar soporte técnico durante todo el ciclo de vida de los productos”. Por otro lado, Molinero dice: “Creo que un escáner debería de adoptarse cuando beneficie en conjunto el proceso de producción, ya sea por mejora de calidad o mejora de tiempos. Creo que lo lógico sería inicialmente subcontratar dicho proceso y en función del uso ver su viabilidad económica”. La experta de Sariki detalla: “Los escáneres 3D nos dan otra perspectiva, una visión global de las piezas a analizar y muchísima más información de lo que se podía conseguir hasta ahora con métodos convencionales como puede ser una máquina tridimensional”.

Muchas industrias ya han apostado por integrar el escaneado 3D | Créditos: Sariki

¿Qué se debe considerar antes de invertir en un escáner 3D?

Los escáneres 3D pueden desempeñar un papel importante en el desarrollo y diseño de productos, el control de calidad, la producción de pruebas por lotes y la fabricación inteligente. Una vez clara la función que se le va a dar a la tecnología y el tipo de aplicaciones a las que se va a destinar, toca tener en cuenta una serie de puntos clave antes de invertir en un dispositivo de este nivel. Jeff Wang destaca cuatro importantes, que son la estabilidad, la eficiencia y velocidad, la precisión de escaneo y, por último, la portabilidad y ROI. En este último aspecto, comenta: “A excepción de la llegada de la era digital, su alta portabilidad y su rentabilidad extrema los convierten en un desarrollo rápido. Esto amplía enormemente la aplicación del escaneo 3D, cubriendo casi todos los ámbitos de la vida, y ya no se limita a la inspección de precisión mecánica. Los modelos digitales 3D son requisitos de datos de front-end muy importantes”.

Por otro lado Monika Gaztañaga se centra en el tercer punto, la precisión de escaneo, y recomienda: “A la hora de incorporar un escáner 3D en nuestro proceso es importante conocer el nivel de detalle que necesitamos obtener en el resultado final.  De esto dependerá en gran parte la elección del escáner más adecuado para cada caso”. José Molinero coincide con lo ya mencionado y añade:  “Para la elección del equipo es fundamental tener en cuenta el tamaño de la pieza, el tipo de material, el nivel de detalle que se requiere y los tiempos de medición que se necesitan. Esto permite acotar bastante bien entre tecnologías”.

Antes de invertir en un escáner 3D se debe tener clara la función que se le va a dar a la tecnología

Conociendo las tecnologías de luz estructurada y triangulación láser, ¿cuáles son las principales diferencias? ¿En qué aplicaciones se debe adoptar cada método?

La tecnología de triangulación láser funciona proyectando un punto o línea láser sobre un objeto, para luego capturar su reflejo con sensores. Este método se llama triangulación porque el punto láser (o línea), el sensor y el emisor láser forman un triángulo. Por otra parte, la luz estructurada también utiliza la triangulación trigonométrica, pero funciona proyectando un patrón de luz sobre el objeto para escanear y no una línea (o punto) de láser. Ambas tecnologías son las más importantes en la actualidad, con sus ventajas y desventajas que se deben conocer. Con estos conceptos en mente, vamos a conocer la opinión de los expertos sobre qué método usar en cada caso.

Las aplicaciones del escaneo 3D son cada día más amplias. El CEO de ScanTech nos introduce los métodos de la siguiente manera: “En los últimos años, ambas soluciones se han mejorado continuamente. Por ejemplo, el escáner PRINCE 3D de ScanTech, lanzado en 2016, tomó la iniciativa en la industria para usar láser azul como fuente de luz, lo que mejoró enormemente la captura de detalles para el escaneo láser; GOM lanzó el escáner de luz estructurada ATOS 5X y, como sensor de escaneo automático, puede escanear los objetos negros y brillantes. Por lo tanto, las aplicaciones del escaneo láser 3D y la luz estructurada son cada vez más extensas”.

Según la opinión de José Molinero: “La triangulación láser tiene ciertas ventajas, en el caso de necesitar precisión y velocidad de medición, puede llegar a valores mucho mejores que la luz estructurada. Además, suele crear menos ruido en piezas con refracción o reflexión. En el caso de la luz estructurada tenemos la ventaja de poder abarcar mayor campo de trabajo, lo que facilita la medición en el caso de objetos de gran tamaño”. Por su lado, Monika Gaztañaga señala: “Los escáneres de triangulación láser son normalmente más precisos que los de luz estructurada, aunque la captura suele ser más larga y compleja. Es habitual utilizar luz estructurada en piezas grandes y láser en piezas con tolerancias más ajustadas, pero es algo que hay que evaluar en cada caso”.

Según el tipo de piezas a escanear, es mejor optar por la triangulación láser o por la luz estructurada.

¿Cuáles son los errores más habituales a la hora de integrar el escaneado 3D?

Está claro que a la hora de invertir en una nueva tecnología, conocer los errores más comunes puede evitar que se cometan en un futuro. Otra forma de impedir estos problemas es tener conocimiento en metrología, lo cual facilita el proceso de filtrado, así como la extracción de elementos de la nube de puntos una vez esté filtrada y mallada. Gaztañaga opina que la precisión de los escáneres y el material de la pieza podría ser una de las limitaciones más habituales. De hecho, comenta: “Hoy en día en la mayoría de los casos, la precisión que nos aporta un sistema de contacto es algo mayor que la que nos puede ofrecer un escáner.  El material-brillo de la pieza es otra limitación con la que nos podemos encontrar ya que en algunos casos necesitaremos ayuda externa para matificar la superficie y conseguir una nube de calidad”.

Por su parte, el experto de CAF destaca que los dos errores típicos suelen ser el tiempo de medición y el coste que supone un escaneado 3D, y comenta: “Los usuarios que desconocen esta tecnología piensan que al escanear un objeto 3D se puede modificar esta geometría de manera sencilla. Este proceso de ingeniería inversa no es un proceso inmediato y requiere de cierto expertise para obtener un escaneado de calidad”. Wang afirma que muchos usuarios consideran que el resultado de los datos 3D obtenidos mediante el escaneo es equivalente al archivo del modelo digital 3D original. También remarca: “El archivo de datos de malla o nube de puntos obtenido mediante el escaneo es diferente del modelo digital 3D original. Los usuarios deben obtener capacitación profesional para convertir el archivo de datos de malla en un archivo de modelo digital 3D”.

Últimos consejos

Una vez tenemos claro todos los puntos anteriores, toca lanzarse al mundo de la metrología y confiar en los beneficios que aporta. Por ello, nuestros 3 expertos han querido dar una última recomendación para integrar la tecnología de escaneo 3D.

> Jeff Wang: “La comprensión y el uso temprano de la tecnología de escaneo 3D aportará un gran valor y beneficios. Es algo realmente genial para amar y gustar la tecnología de escaneo 3D”.

> Monika Gaztañaga: “Les animo a que se interesen por este tipo de tecnología, las ventajas que aporta son varias y es una buena forma de complementar lo que ya se tiene”.

> José Molinero: “Mi consejo es que ante la duda hay que ponerse en manos de expertos que valorarán la viabilidad de la adquisición de estos equipos, su servicio puntual o la no adquisición de los mismos”.

¿Qué piensas de los consejos sobre cómo integrar el escaneado 3D en una empresa? Deja tus comentarios en nuestras redes sociales: Facebook, Twitter, Youtube y RSS. Sigue toda la información sobre impresión 3D en nuestra Newsletter semanal.

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