Scanner 3D : 10 questions pour bien choisir son appareil

choisir son scanner 3D

Utilisés depuis de très nombreuses années déjà, notamment dans le domaine médical et le BTP pour enregistrer la forme du patient ou effectuer des relevés 3D de bâtiments, les scanners 3D connaissent aujourd’hui une seconde vie grâce à l’impression 3D. Du scan de pièces pour faire de la rétro-ingénierie aux scans médicaux, la reconstruction 3D par numérisation est une technique qui permet de réaliser des fichiers 3D sans passer par l’étape chronophage de modélisation 3D ou de CAO. Pour savoir comment choisir son scanner 3D et faire le tri parmi la large gamme d’appareils disponibles sur le marché, Primante 3D a interrogé le leader mondial des scanners 3D portatifs et portable, Artec 3D.

« Le choix du scanner dépend principalement de la taille et du type d’objet à scanner, ainsi que de la précision et la résolution demandée… »

L’utilisation d’un scanner 3D ne se justifie pas toujours. Dans quels cas est-il utile, voir indispensable ?

Le développement rapide des technologies de scan 3D a permis d’améliorer considérablement une multitude de processus dans de nombreux secteurs. Le scan 3D a rendu les workflows beaucoup plus flexibles, rapides et économiques que jamais. Un scanner 3D permet d’obtenir un objet 3D avec rapidité et précision, tout en restant simple d’utilisation. C’est un excellent outil métrologique qui fournit des résultats d’une grande fidélité. En raison de sa versatilité, il a l’avantage de pouvoir être utilisé dans toutes les situations nécessitant des mesures et des numérisations en 3D.

Artec 3D propose plusieurs scanners portables, ce qui permet de numériser des objets qui ne peuvent être déplacés ou qui sont difficiles d’accès. Les scanners 3D peuvent être automatisés et effectuer des séries de scans rapides pour vérification, ce qui est un gain de temps considérable dans des domaines tels que le contrôle qualité, l’ingénierie inverse ou encore le catalogage de collections de musées, pour citer quelques exemples. Un autre avantage des scanners 3D, par rapport aux autres outils, est leur capacité à capturer virtuellement toutes les tailles d’objets : immeubles, navires, structures de hangars…

« Techniquement si l’on veut scanner des objets avec une grande précision il n’y a pas de limite de taille »

Le choix de l’appareil repose sur un certain nombre de facteurs, notamment le type d’objets que l’on cherche à numériser. Vers quel scanner va-t-on plutôt se diriger selon la nature des objets et leurs tailles ?

Le choix du scanner dépend principalement de la taille et du type d’objet à scanner, ainsi que de la précision et la résolution demandée. La facilité d’utilisation et aussi un critère non négligeable. Les constructeurs de scanners comme Artec 3D doivent offrir une gamme de scanners professionnels couvrant toutes les tailles, allant d’une pièce de monnaie à un avion de ligne.

Pour les objets de très petites taille (jusqu’à 90x60x60 mm) le plus pertinent est d’utiliser un scanner automatisé, il suffit de placer l’objet sur le plateau de scan et laisser le scanner faire le reste, il faut évidemment que le scanner soit d’une forte précision (10 microns). Type d’utilisations : pièces de dentisterie, joaillerie, petites pièces mécaniques, etc.

Pour les petits objets qui doivent être scanner avec une grande précision, le scanner portable à lumière structurée a fait ses preuves, il peut donc être utilisé à l’intérieur d’une voiture ou de tout autre endroit exigüe (grottes, installations industrielles) par exemple. Type d’utilisations : vestiges archéologiques, pièces d’usine, chaussures, statues, parties du corps. Techniquement si l’on veut scanner des objets avec une grande précision il n’y a pas de limite de taille mais en raison de la haute précision des scans, les fichiers peuvent devenir volumineux.

« la technologie LIDAR avancée permet ainsi de capturer des objets jusqu’à 110 mètres de distance »

Scanner Artec Leo, l’un des scanner les plus rapides au monde capturant des données à jusqu’à 80 images par seconde (IPS).

Pour ce qui est des objets de taille moyenne à grande. Les scanners portables à lumière structurées peuvent là aussi représenter un atout considérable grâce à sa rapidité et sa précision. Il est capable de numériser aisément une voiture, un meuble, une personne, et beaucoup d’autres choses avec une grande simplicité et sous tous les angles.

Cependant, parfois les scanners portables raccordés à un ordinateur peuvent représenter une gêne pour la personne en charge du scan. C’est pour cela que certains scanner proposent d’avoir un ordinateur embarqué qui permet d’observer le modèle 3D en temps réel pendant le scan. À titre d’exemple, ce genre de scanner est capable de numériser l’entièreté d’une pièce meublée en un seul scan, grâce à une grande capacité de traitement.

Et enfin pour les objets de grande taille. Là encore le scanner portable est très pratique, mais la technologie est différente, la technologie LIDAR avancée permet ainsi de capturer des objets jusqu’à 110 mètres de distance. Type d’utilisations : Avions, bateaux, topographie de terrain, immeubles, etc. Il est à noter que dans ce genre de cas, les scanners qui intègrent la couleur des objets sont beaucoup plus intéressants, mais cela dépend évidemment des besoins de l’utilisateur.

« pensez à choisir un scanner avec une résolution qui correspond au niveau de détail de votre imprimante »

La résolution est également un critère essentiel. A quoi correspond-t-il pour un scanner 3D ?

Il est important de prendre en compte la résolution du scanner que vous achetez. Alors que la précision est la mesure du degré d’exactitude absolue de l’appareil, la résolution est la distance la plus courte possible entre deux points dans un modèle 3D et est généralement exprimée en millimètres ou en micromètres. Autrement dit, pour avoir un modèle 3D extrêmement détaillé, il est préférable d’utiliser un scanner 3D haute résolution pour numériser l’objet. C’est d’autant plus important pour des applications en contrôle qualité, rétro-ingénierie, animation et réalité virtuelle, conservation du patrimoine, médecine légale, joaillerie, et bien d’autres.

Toutefois, l’utilisateur choisira parfois une résolution plus faible. En effet, plus la résolution est élevée, plus le modèle sera lourd et plus son traitement sera long. Cela peut être un inconvénient pour les utilisateurs qui possèdent des ordinateurs moins puissants ainsi que pour ceux qui prévoient d’imprimer le modèle final en 3D. Une imprimante 3D mettra beaucoup plus de temps à produire un modèle dont la résolution est élevée. Par conséquent, si la durée du traitement et la vitesse de l’impression vous importent, gardez cela à l’esprit. Par ailleurs, certaines imprimantes 3D sont incapables de reproduire une résolution élevée. Si vous désirez scanner en 3D pour ensuite imprimer des objets, pensez à choisir un scanner avec une résolution qui correspond au niveau de détail de votre imprimante.

Les utilisateurs choisiront la résolution en fonction de l’usage qu’ils feront du scanner. Si vous avez besoin d’un modèle 3D aussi détaillé que possible, choisissez un scanner 3D capable de numériser les plus petits éléments facilement et en toute sécurité. À titre indicatif, nous avons dans notre gamme un scanner avec une résolution 3D allant jusqu’à 0,029 mm.

« Un scanner 3D avancé capable de numériser des objets de différentes tailles exige un logiciel 3D puissant »

Pour les 200e anniversaire de la bataille de Borodino, l’Académie russe des sciences a choisi les scanners Artec 3D scanners pour numériser les squelettes des soldats et des chevaux de bataille (crédits photos Artec)

La précision de numérisation varie considérablement d’une technologie à l’autre. Qu’est-ce qui va guider le choix de l’appareil ?

Si vous vous demandez quelles technologies de scan 3D sont préférables, sachez que tous les scanners 3D modernes sont excellents. Tout dépend donc du type d’objets que vous allez scanner et des résultats que vous souhaitez. Ce que vous devez savoir, c’est quel scanner 3D répond à vos besoins. Par exemple, si vous devez scanner quelque chose de très petit, vous voudrez avoir un scanner capable de numériser en haute résolution les moindres détails de l’objet. Mais si vous devez scanner un objet se trouvant à 100 mètres, c’est d’un scanner longue distance dont vous aurez besoin. Un scanner LIDAR tel que Artec Ray peut remplir ce rôle. Le choix du scanner se fera donc en fonction des critères de l’objet à scanner : taille, distance, accessibilité, conditions lumineuses, etc.

Un autre aspect majeur à prendre en compte pour le choix d’un scanner est la simplicité d’utilisation : Combien de temps devrez-vous consacrer à vous former avant de pouvoir obtenir les meilleurs résultats possibles ? Devez-vous ajouter des marqueurs sur l’objet, ou le scanner peut-il facilement lire toutes les données sans que des marqueurs ne soient nécessaires ? Plus le scan est facile, plus l’ensemble du workflow sera rapide. La portabilité du scanner est aussi un argument de taille, lorsque l’on doit scanner sur site, lorsqu’il est impossible de transporter les objets à scanner, ou pour scanner des objets difficiles d’accès (cockpits, habitacles, fouilles archéologiques, etc.), c’est aussi un élément à prendre en compte lors de votre choix.

Le dernier point important concerne bien évidemment le logiciel allant de pair avec le scanner que vous achetez. C’est le logiciel qui alimente réellement le scanner 3D. Un scanner 3D avancé capable de numériser des objets de différentes tailles exige un logiciel 3D puissant. Celui-ci doit pouvoir traiter toutes les données entrantes rapidement et sans erreur de façon à produire les meilleurs résultats possibles à chaque utilisation. Certains logiciels avancés de scan 3D et de post-traitement sont bien plus polyvalents et conviviaux que d’autres, à l’image de notre logiciel Artec Studio, qui est disponible pour tous les scanners de la gamme. Il offre une large palette d’outils de traitement puissant et simples d’utilisation.

Certains scanners permettent également de capturer la texture ou la couleur. Comment la surface de l’objet influe t-elle sur le choix de la technologie ?

Les technologies de scans 3D, à lumière structurée ou laser, peuvent rencontrer des problèmes avec les surface brillantes, sombres et transparentes. Il est cependant très simple de résoudre le problème à l’aide d’un spray à poudre matifiante. Par exemple, une carrosserie de voiture noire avec pare-brise peut être scannée de cette manière. Le logiciel de scan propose de nombreux outils de traitement de la texture qui permettent de modifier la luminosité, le contraste, éliminer les reflets, et ainsi obtenir une texture finale de qualité photographique.

« En ce qui concerne les scanners portables, la vitesse optimale dépend autant du scanner que du type d’objet à numériser »

A quoi correspond la vitesse de numérisation et dans quelle mesure influe t-elle sur la précision ?

La vitesse de numérisation varie en fonction des différents modèles de scanners. Certains scanners contrôlent automatiquement le processus et décide lui-même sa vitesse de numérisation, sans impact quelconque sur la précision. En ce qui concerne les scanners portables, la vitesse optimale dépend autant du scanner que du type d’objet à numériser. Les plus précis requièrent une vitesse lente, tandis que les autres offrent plus de liberté a cet égard.

Pour tous les scanners portables, une main stable et régulière ainsi qu’un bon respect de la distance optimale de numérisation (indiquée sur l’écran pendant tout le procès) mèneront à un bon résultat. Une préparation adaptée de l’objet et de bonnes conditions d’éclairage sont d’autres facteurs importants à considérer. En cas de non-respect de ces consignes, les erreurs seront mises en évidence par le logiciel avancé de scan 3D, proposant ainsi à l’opérateur de corriger son approche afin d’obtenir un résultat adéquat.

Dans quelle mesure les logiciels de traitement de données peuvent-il guider le choix de l’appareil ?

Il est important de connaître à l’avance quelle sera la méthode de travail utilisée afin de sélectionner les bons outils. Par exemple, quelqu’un qui travaille déjà sur un logiciel de CAO qu’il connaît bien ne devra pas en changer s’il décide de passer aux scanners 3D pour obtenir ses modèles 3D. En effet, dans le cas des scanners Artec 3D, vous pouvez traiter les données de scans avec le logiciel Artec Studio et ensuite exporter les modèles 3D dans la plupart des formats disponibles.

Il suffit de sélectionner le format qui convient à votre logiciel CAO ou autre. Artec Studio possède aussi des plugins pour travailler directement avec plusieurs logiciels de traitement 3D. Comme cité plus haut, le logiciel fourni avec le scanner apporte une réelle plus-value, tant pour la qualité des résultats que pour la simplicité d’utilisation. Un logiciel qui permet une grande compatibilité avec d’autres logiciels de traitement 3D peut grandement simplifier votre workflow.

« Pour les scanners à lumière structurée, il est généralement recommandé de scanner à l’intérieur et d’éviter la lumière directe du soleil »

En quoi l’environnement et la luminosité sont-ils des critères importants à prendre en compte ?

Pour les scanners à lumière structurée, il est généralement recommandé de scanner à l’intérieur et d’éviter la lumière directe du soleil sur l’objet afin d’obtenir les meilleurs résultats de scan. S’il est nécessaire de scanner à l’extérieur, simplement protéger la zone de scan avec un parasol ou une tente suffit à éviter tout problème. Les scanners à technologies laser peuvent être utilisé à la lumière du jour. Il est bien évidemment conseillé de ne pas utiliser de scanners à l’extérieur en cas d’intempéries et de garder les scanners, ainsi que les objets à scanner, au sec afin d’obtenir les meilleurs résultats.

Peut-on classer les scanners 3D selon le niveau de connaissance de l’utilisateur ?

Dans le cas des scanners Artec 3D, l’interface utilisateur est pensée pour une utilisation facile, même pour un novice. Une formation est aussi proposée pour tous les clients. Par exemple, le scanner de bureau Artec Micro dispose d’une option “Smart scanning” dans Artec Studio permettant de créer un modèle 3D en un seul clic, sans autre manipulation de la part de l’utilisateur. Tous les scanner disposent d’une aide visuelle en temps réel permettant de garder la distance optimale de scan pour l’objet, et ainsi, tirer le meilleur des capacités du scanner. Par exemple, notre scanner Artec Leo possède un ordinateur embarqué qui simplifie ce système en visualisant la construction du modèle 3D directement sur son écran embarqué.

Est-il préférable d’apprendre un logiciel de modélisation 3D avant ?

Ce n’est pas nécessaire. A titre d’exemple, Artec 3D offre des formations à l’utilisation du logiciel Artec Studio à tous les clients. Une connaissance d’autres logiciels de modélisation 3D est évidemment un plus, mais souvent la maîtrise d’un logiciel de modélisation 3D produira un modèle 3D suffisamment propre, précis et texturé à partir des scans.

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