Jämförelsetest av 3D-skannrar: Nio modeller skannade en bildel

Introduktion

Att testa nio olika 3D-skannrar på en enda utmanande del avslöjar hur olika skanningstekniker hanterar svarta, detaljfattiga objekt med djupa fickor och tunna väggar. Detta är ett vanligt scenario i verkligheten vid omvänd ingenjörskonst och tillverkning. Testet jämför laserskannrar, infraröda skannrar och skannrar med strukturerat ljus för att visa vilka metoder som fungerar bäst för denna krävande geometri.

Testuppställning och skannarkategorier

Testobjektet är en svart plastdetalj för fordon: utan detaljer, med djupa fickor och tunna skal. Denna typ av geometri är typisk inom fordonstillverkning och utgör en genuin utmaning för 3D-skanning eftersom avsaknaden av ytstrukturer och den mörka färgen gör spårningen svår för många skannertyper.

Fyra skannarkategorier representeras i detta test. Laserskannrar använder markörbaserad spårning och är generellt sett de dyraste men mest precisa. Infraröda skannrar spårar geometri och kan fungera med markörer, även om de är mindre precisa än lasersystem. Skannrar med strukturerat ljus projicerar mönster och spårar geometri, vilket erbjuder en medelväg i hastighet och precision. Varje kategori har distinkta styrkor och begränsningar vid skanning av svarta objekt utan spraybeläggning.

Laserskannrar: Revopoint MetroX, Creality Sermoon S1 och Creality Raptor

Laserskannrar är utformade för att fungera med markörer och levererar högst precision för markörbaserad spårning. De presterar bäst på detaljfattiga delar eftersom markörerna ger pålitliga referenspunkter.

Creality Raptor använder sju parallella laserlinjer och fångar in data vid 90 bilder per sekund. I detta test uppnådde den 22 mikron i noggrannhetsfel. Raptor kan luta sig till en mycket låg vinkel i förhållande till skivspelaren, vilket gör att den effektivt kan fånga sidoväggar. Den sju-linjiga metoden har dock svårt med djupa fickor eftersom väggarna blockerar laserprojektionen från att nå botten. Glappet mellan ribborna och botten av det 32 mm djupa hålet förblev ofångat.

Creality Sermoon S1 använder också laserskanning men med ett enlinjesalternativ utöver parallella linjer. Den körs vid 90 bilder per sekund och uppnådde 32 mikron i noggrannhetsfel i detta test. Enlinjesläget gör att den kan nå in i djupa fickor som den sju-linjiga metoden inte kommer åt. Sermoon S1 producerade en mer komplett skanning av fickbottnarna jämfört med Raptor, även om det krävdes mer manuellt arbete för att radera blinda fläckar.

Revopoint MetroX är en laserskanner som fångade in data långsammare än Raptor eller Sermoon S1. Den uppnådde 136 mikron i noggrannhetsfel, betydligt högre än de andra laserskannrarna. MetroX producerade också brusigare resultat i hålområdet och fickregionerna, och den totala skanningen var mindre komplett trots att den spenderade längst tid på skanningen. Upplösningen på den präglade texten var lägre än hos Raptor och Sermoon S1.

Infraröda skannrar: Creality Ferret, Otter och Otter Lite

Infraröda skannrar spårar geometri snarare än markörer och är utformade för att skanna svarta objekt utan spraybeläggning. De erbjuder snabbare bildhastigheter än laserskannrar men lägre precision.

Creality Otter är en infraröd skanner som presterar bäst i geometrispårningsläge snarare än markörläge. När man använder markörer på ett svart objekt bränner exponeringen som krävs för att se den svarta ytan ut markörerna, vilket gör spårningen opålitlig. I geometriläge med automatisk exponering uppnådde Otter 17 mikron i noggrannhetsfel, vilket är konkurrenskraftigt med laserskannrarna. Otter kan luta sig till en låg vinkel och fångar sidoväggar väl. Den nådde in i den djupa fickan bättre än Raptor, om än inte lika fullständigt som Sermoon S1.

Creality Otter Lite är en mer kompakt version av Otter men med lägre upplösningskapacitet. I detta test uppnådde den 17 mikron i noggrannhetsfel, vilket matchar den fullstora Otter. Upplösningen är dock lägre och den präglade texten ser suddig ut. Otter Lite rekommenderas inte för omvänd ingenjörskonst av små delar eftersom detaljrikedomen är otillräcklig.

Creality Ferret är utformad för större objekt, ungefär i skostorlek. På denna mindre del misslyckades den med att leverera användbara resultat. Arbetsavståndet är större än hos Otter-modellerna, vilket minskar upplösningen. Noggrannhetsfelet var 270 mikron, alldeles för högt för precisionsarbete. Ferret inkluderar inte en kalibreringstavla och är helt enkelt inte lämpad för små, intrikata geometrier.

Skannrar med strukturerat ljus: 3DMakerpro Moose, 3DMakerpro Seal och Matter and Form 3

Skannrar med strukturerat ljus projicerar ett mönster och spårar geometri. De skannar långsammare än infraröda skannrar men erbjuder i många fall högre upplösning än infraröda.

3DMakerpro Moose har en upplösning på 0,2 mm och ett större fångstområde. Seal har en upplösning på 0,15 mm och ett mindre fångstområde, vilket gör den bättre lämpad för mindre objekt. Båda skannrarna spårar vid 10 till 15 bilder per sekund, långsammare än infraröda skannrar. Moose och Seal har identisk spårningsprestanda; skillnaden ligger främst i fångstområde och upplösning.

3DMakerpro Seal uppnådde 51 mikron i noggrannhetsfel i detta test. Den producerade god ytkvalitet och spårade väl, även om den genererade en del gränsbrus. Upplösningen är jämförbar med Otter i litet läge. Seal kan inte skanna ytor med hög kontrast väl; om ett objekt har både vita och svarta områden kämpar skannern om inte spray appliceras för att minska kontrasten.

Matter and Form 3 är en skanner med strukturerat ljus med en nyligen släppt firmware-uppdatering som förbättrade skanning av svarta objekt. Den inkluderar en 13-megapixelkamera, vilket ger högre upplösning än Raptor vid skanning av mindre objekt. Den nya firmwaren tillåter justering av projektorns ljusstyrka, vilket gör skanning av svarta objekt mycket mer pålitlig än tidigare. I detta test uppnådde den 90 mikron i noggrannhetsfel. Vissa mycket tunna väggar fångades inte, men den totala förbättringen i hantering av svarta objekt är betydande. Bearbetningstiden är längre än för andra skannrar, särskilt vid hög upplösning.

Jämförelse av noggrannhet och fullständighet

Noggrannhetsfel under 50 mikron är generellt acceptabelt för CNC-fräsning, FDM-utskrift eller resinutskrift. Delar som produceras från skanningsdata med denna precisionsnivå kommer att passa korrekt.

Otter uppnådde det lägsta noggrannhetsfelet på 17 mikron, vilket matchar Otter Lite. Raptor uppnådde 22 mikron och Sermoon S1 uppnådde 32 mikron. Dessa tre laser- och infraröda skannrar är lämpliga för precisionsarbete inom omvänd ingenjörskonst.

MetroX på 136 mikron, Ferret på 270 mikron och Matter and Form 3 på 90 mikron hamnar utanför det acceptabla intervallet för arbete med snäva toleranser. Seal på 51 mikron ligger precis över tröskelvärdet.

Utöver noggrannhet spelar skanningsfullständighet roll. Sermoon S1 fångade botten av den djupa fickan bättre än Raptor eftersom enlinjesläget kan nå in i områden som blockeras av väggar. Otter fångade sidoväggar väl och producerade en slät yta. MetroX producerade brusiga resultat i hål- och fickområdena, vilket skulle kunna orsaka problem vid lokalisering av hålpositioner.

För upplösning av präglad text levererade Raptor de skarpaste detaljerna, tätt följd av Sermoon S1. MetroX hade lägre upplösning trots samma 0,15 mm fusionsinställning. Otter producerade god upplösning med slät ytkvalitet. Otter Lite-upplösningen var för låg för detaljarbete.

Slutsats

För omvänd ingenjörskonst av små svarta delar med djupa fickor och tunna väggar erbjuder Creality Otter i geometriläge den bästa balansen mellan noggrannhet, fullständighet och användarvänlighet. Sermoon S1 är det bästa valet av laserskanner om du behöver nå djupa fickor. Raptor är ett gediget alternativ om du föredrar den traditionella lasermetoden. Ferret och Otter Lite är inte lämpliga för denna typ av arbete. Matter and Form 3 har förbättrats avsevärt med den senaste firmwaren men ligger fortfarande efter Otter och laserskannrarna i just detta test. Valet beror på din budget, storleken på de objekt du vanligtvis skannar och om du behöver högsta precision eller kan acceptera något lägre noggrannhet för snabbare skanning.