Escáner láser 3D o escáner de luz estructurada: ¿cuál es mejor?

En el flujo de trabajo con impresión 3D, los escáneres 3D son a menudo un paso esencial para facilitar el modelado de un objeto o pieza. Permiten recopilar datos sobre la forma y, a veces, según el escáner 3D, la apariencia: como colores o texturas. Por lo tanto, el escaneo 3D mejora el proceso de diseño, acelera y reduce los errores en la recopilación de datos, y también ahorra tiempo y dinero. Estas tecnologías pueden basarse en diferentes técnicas, cada una con sus propios beneficios y limitaciones. En este artículo exploramos las dos tecnologías principales utilizadas para escanear en 3D el llamado escáner láser 3D, que utiliza la triangulación láser, y  el escáner de luz estructurada. Entonces, ¿cómo saber cual es el mejor para mi proyecto?, ¿cuáles son las principales diferencias entre las tecnologías?

Escáner láser 3D: tecnología, beneficios y limitaciones

El escáner láser 3D se basa en la triangulación trigonométrica para capturar con precisión una forma 3D y convertirla en millones de puntos de información. Más precisamente, funciona proyectando un punto o línea láser sobre un objeto y luego capturando su reflejo con sensores. Dado que los sensores están ubicados a una distancia conocida de la fuente del láser, se pueden realizar mediciones precisas de puntos calculando el ángulo de reflexión de la luz láser. Con el conocimiento de la distancia del escáner al objeto, el hardware de escaneo puede mapear la superficie del objeto y así desarrollar un modelo digital.

Este método se llama triangulación porque el punto láser (o línea), el sensor y el emisor láser forman un triángulo como se ve en la figura a continuación. Hay muchos tipos diferentes de escáneres láser 3D en el mercado, puedes elegir entre dispositivos portátiles, de escritorio o escáneres 3D profesionales. Se debe tomar en cuenta que suelen trabajar a corto alcance.

Esquema de la tecnología de triangulación láser.

Los beneficios de la tecnología de triangulación láser son su resolución y precisión. Cuando se habla de precisión, es del orden de decenas de micrómetros. Además, es posible comprar un escáner láser 3D a un precio muy razonable, ya que su diseño puede ser bastante sencillo. Sin embargo, debes tener en cuenta que las propiedades de la superficie a escanear afectan el proceso de escaneo. Por lo tanto, las superficies muy brillantes o transparentes pueden ser bastante problemáticas para esta tecnología.

El Matter & Form V2 (a la izquierda) es un escáner láser 3D de escritorio, con un costo de $ 749. Go! SCAN SPARK (a la derecha) de Creaform es un escáner láser 3D portátil profesional con un precio inicial de alrededor de $ 30,000.

Escáner de luz estructurada: tecnología, beneficios y limitaciones

Hoy en día, muchos escáneres 3D de mano para la impresión 3D utilizan tecnología de luz estructurada. Esta tecnología 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. El patrón se proyecta sobre el objeto utilizando un proyector LCD o alguna otra fuente de luz estable. Uno o más sensores (o cámaras), ligeramente desplazados del proyector, observan la forma del patrón de luz y calculan la distancia de cada punto en el campo de visión. La luz estructurada utilizada en el proceso de escaneo que puede ser blanca o azul y el patrón de luz generalmente consiste en una serie de rayas, pero también puede consistir en una matriz de puntos.

Esquema con la tecnología de luz estructurada.

El beneficio de la tecnología de luz estructurada es lo rápido que puede digitalizar una pieza. Se puede realizar un escaneo en aproximadamente 2 segundos y el área de escaneo también es bastante grande. Al igual que los escáneres láser 3D, los escáneres de luz estructurada son extremadamente precisos y ofrecen una alta resolución.

Una de las desventajas de este tipo de escáner es que son sensibles a las condiciones de iluminación en un entorno determinado, algo que afecta mucho menos a un escáner láser. Por ejemplo, trabajar en exteriores es extremadamente difícil.

El Structured Light Pro S3 (a la izquierda) de HP, es un ejemplo de dispositivo montado en un trípode, con un precio de venta de alrededor de $ 4,390 (3,930 €). El EinScan Pro 2X (arriba) de Shining3D es un dispositivo profesional de luz estructurada de mano, que cuesta alrededor de $ 6,899 y el Scanner 2.0 (abajo) de XYZprinting también es un dispositivo de mano para principiantes que cuesta $ 256 (226 €).

Otras tecnologías de escaneo en 3D

En el caso de las dos tecnologías descritas anteriormente, están destinadas al escaneo 3D de corto alcance. Cuando necesites escanear un objeto desde la distancia, podrías encontrar limitaciones. A continuación te presentamos dos tecnología diseñadas para desarrollar escanéos en 3D de medio y largo alcance.

Los escáneres 3D de tiempo de vuelo utilizan la cámara de tiempo de vuelo o pulso láser. La tecnología funciona al conocer perfectamente la velocidad del láser, así el sistema mide el tiempo que tarda el láser en alcanzar un objeto y reflejarse de nuevo en su sensor.

Existe otro tipo de escáner 3D de tiempo de vuelo que utiliza sistemas de cambio de fase. Esta técnica funciona igual que la tecnología anterior, pero además de medir el tiempo, también modula la potencia del rayo láser. El escáner compara la fase del láser enviado y devuelto al sensor. Esto le permite ser más preciso que un escáner 3D de pulso láser, pero no tan flexible para el escaneo de largo alcance.

FARO es una marca conocida por sus escáneres 3D de tiempo de vuelo.

Los escáneres 3D de tiempo de vuelo definitivamente no son tan precisos como los escáneres láser o los escáneres de luz estructurada, sin embargo, si estáa buscando escanear un objeto grande, digamos un edificio, lo más probable es que utilice este tipo de tecnología.

¿Qué de la diferencia entre escáner láser 3D y el de luz estructurada? Deja tus comentarios en nuestras redes sociales: Facebook, Twitter y RSS. Sigue toda la información sobre impresión 3D en nuestra Newsletter semanal.