اسکنر سه بعدی لیزری یکی از راه های سریع و قابل اعتماد برای ایجاد فایل سه بعدی دیجیتالی از قطعه در اندازه های مختلف و حتی مناظر است. در بسیاری از صنایع برای ساده تر کردن روند تولید، از اسکنرهای سه بعدی لیزری استفاده می شود. در این مقاله قصد داریم به نحوه کار با اسکن لیزری سه بعدی صنعتی و کاربردها و مزایا و معایب آن بپردازیم.

اسکنر لیزری سه بعدی،یک نوع فناوری دیجیتالی سه بعدی است که با استفاده از نور لیزر و برخی عملیات ریاضی، مدل های سه بعدی دقیقی را ایجاد می کند. بسته به نوع اسکنر سه بعدی، نقطه لیزر یا خط لیزر به سمت قطعه مورد نظر انداخته می شود، سپس نرم افزاری خاص و تخصصی از مثلث یا زمان پرواز برای محاسبه داده هایی که لیزر در تماس با جسم به دست آورده است، استفاده می کند. این داده ها به صورت نقاط هستند.

این نقاط  به عنوان مختصات دکارتی به صورت X,Y,Z ارائه می شوند. معمولا هزاران یا صدها هزار نقطه از داده ها و در جهات مختلف تا زمانی که اسکن به صورت کامل انجام شود، ثبت می شود. پس از اتمام کار، این نقاط که ابرنقاط نامیده می شوند، مانند خوشه ای از نقاط هستند و این ابر نقاط اطلاعاتی هستند که در اختیار مهندسان قرار می گیرد و مهندسان از آنها مش و یا اصلاحا پرونده ی CAD تهیه می کنند.

این فناوری در زمینه های مختلفی از جمله مهندسی معکوس، کنترل کیفیت، تجزیه و تحلیل ابعادی و نقشه برداری مفید است. به طور خاص، قطعات ممکن است به صورت اسکن شده و دیجیتالی برای تغییر نمونه اولیه دست ساز، ایجاد قطعات میراث فرهنگی و ...  مورد استفاده قرار بگیرد.

 

در ادامه مزایا و معایب اسکنر لیزری را بررسی می کنیم.

سایر روش های اندازه گیری مانند CMM، ابزارهای دستی و ... در یک لحظه فقط یک نقطه داده را اندازه گیری می کنند و در کل وقت گیر و خسته کننده هستند. اما اسکنرهای لیزری، در هر ثانیه می توانند هزاران تا دهها هزار نقطه از داده را ضبط کنند. علاوه بر این، از آنجا که چنین چگالی زیادی از نقطه ها به آسانی جمع می شوند، اسکنر سه بعدی لیزری تصویری دقیق تر و کامل تری نسبت به روش های قبلی ارائه می دهد و می توان مطمئن شد که تمامی اطلاعات مورد نیاز در کمترین زمان به دست آمده است.

بسته به محیطی که در آن اسکن انجام می شود و مشخصاتی که اسکنر دارد، دقت اسکنر متغیر است. سطح بالای دقت این اطمینان را می دهد که برای تکمیل مراحل بعدی مانند طراحی و تولید، کار کمتری نیاز است.

از آنجا که این اسکنر، فناوری مبتنی بر نور لیزر است، نیازی به لمس اشیا نیست. این فناوری در هنگام اندازه گیری قطعات کوچک، پیچیده یا شکننده ای که ممکن است در هنگام دست زدن آسیب ببینند، بسیار مفید است.

به دلیل صرف زمان کمتر و نیروی کمتری که در طی مراحل اندازه گیری و حتی طراحی صرف می شود، اسکن لیزر سه بعدی نسبت به سایر فناوری ها مقرون به صرفه تر است.

ایمنی کار نگرانی بسیاری افراد و شرکت هاست و اسکن لیزری سه بعدی می تواند در این زمینه کار ساز باشد. یکی از مزایای اسکنرهای سه بعدی،قابل حمل بودن آن است و اینکه می تواند فاصله دقیق را تا چند صد متر به طور دقیق محاسبه کند. و این ویژگی می تواند به ایمن نگه داشتن اپراتورها در هنگام خطرناک بودن منطقه (مثلا شیمیایی یا هسته ای بودن و یا سمی بودن) کمک کند. و از طرفی سرعت بالای انجام کار به اپراتورها کمک می کند که در محیط های ناامن وقت کمتری بگذرانند.
 

با توجه به نوری بودن اسکن لیزری سه بعدی، اندازه گیری سطحی که ازخط دید اسکنر خارج باشد، غیر ممکن است.و یعنی قسمت که پنهان و یا داخل باشد، و برای اسکنر قابل رویت نباشد، قابل اندازه گیری نیست. این مورد مخصوصا در قطعاتی که شامل سوراخ است بیشتر اتفاق می افتد.

از آنجا که این اسکنرها برای ثبت داده ها، لیزر را می خوانند، ممکن است نور محیط با لیزر ادغام شود و در دقت اسکن اختلال ایجاد کند. بسته به شدت این اختلال اسکن ممکن است در بعضی مواقع غیرقابل استفاده نیز باشد. به همین دلیل بهتر است قطعات در محیطی که امکان کنترل کردن نور وجود دارد، اسکن شود. برای استفاده در فضای باز، برای به دست آوردن اسکن عالی نیاز به داشتن شرایط آب و هوایی خوب نیز می باشد.