Scanner laser 3D VS scanner à lumière structurée : lequel choisir ?

Dans le processus d’impression 3D, les scanners 3D constituent très souvent une étape essentielle pour faciliter la modélisation d’un objet. Ils permettent de collecter des données sur la forme et parfois, en fonction du scanner 3D utilisé, sur l’aspect (tel que les couleurs). Par conséquent, la numérisation 3D améliore le processus de conception, accélère et réduit les erreurs de collecte de données, tout en faisant gagner du temps et de l’argent.

La numérisation 3D peut être basée sur différentes technologies, chacune avec ses propres avantages et limites. Dans cet article, nous explorons les deux technologies principales utilisées pour l’impression 3D, à savoir la triangulation laser et la lumière structurée. Alors, quelles sont les principales différences entre les scanners laser et les scanners à lumière structurée ? Et surtout, lequel devriez-vous privilégier pour votre projet ?

Un scanner reposant sur la technologie de triangulation laser

Scanner laser 3D : technologie, avantages et limites

Les scanners laser 3D sont basés sur la triangulation trigonométrique pour capturer avec précision une forme 3D en millions de points. Plus précisément, ils projettent un point ou une ligne laser sur un objet, puis enregistre son reflet à l’aide de capteurs. Ces derniers étant situés à une distance connue de la source du laser, il est possible de mesurer avec précision les points en calculant l’angle du reflet de la lumière laser. Connaissant la distance entre le scanner et l’objet, on peut alors déduire précisément la surface de l’objet et ainsi obtenir une numérisation 3D.

Cette méthode s’appelle la triangulation car le point laser (ou la ligne), le capteur et l’émetteur laser forment un triangle, comme illustré dans la figure ci-dessous. Il existe de nombreux types de scanners laser sur le marché. Vous pouvez choisir entre des appareils de poche, de bureau ou professionnels. Gardez à l’esprit qu’ils fonctionnent sur une courte portée. 

Les avantages de la technologie de triangulation laser sont sa résolution et sa précision. Quand on parle de précision, on est sur un ordre de dizaines de micromètres. En outre, il est possible d’acheter un scanner laser 3D à un prix très raisonnable, car son design peut rester assez simple. 

Cependant, notez que les propriétés de la surface à analyser affectent le processus d’analyse. Par conséquent, les surfaces très brillantes ou transparentes peuvent être très problématiques pour cette technologie.

Le scanner Matter & Form V2 (à gauche) est un scanner laser 3D de bureau, disponible à partir de $749. Le Go!SCAN SPARK de Creaform est quant à lui un scanner professionnel qui coûte environ $30 000

Scanner à lumière structurée : technologie, avantages et limites

Aujourd’hui, de nombreux scanners 3D portables utilisent la technologie de lumière structurée. Elle est également basée sur la triangulation trigonométrique, mais fonctionne en projetant un motif de lumière sur l’objet à numériser et non une ligne laser (ou un point). Ce motif est émis par  un projecteur LCD ou une autre source de lumière stable. Un ou plusieurs capteurs (ou caméras) légèrement décalés par rapport au projecteur examinent la forme du motif lumineux et calculent la distance de chaque point du champ de vision. La lumière structurée utilisée dans le processus de numérisation peut être blanche ou bleue et le motif de lumière consiste généralement en une série de bandes, mais peut aussi être une matrice de points ou d’autres formes.

Ce type d’appareil, tout comme le scanner laser, fonctionne sur de courtes distances et peut être tenu à la main ou monté sur un trépied.

L’avantage de la technologie de lumière structurée réside dans la rapidité de la numérisation. Celle-ci peut être réalisée en environ 2 secondes et la zone de scan est également assez grande. Tout comme les scanners laser, les scanners à lumière structurée sont extrêmement précis et offrent une haute résolution.

L’un des inconvénients de ce type de scanner est qu’ils sont sensibles aux conditions d’éclairage dans un environnement donné, ce qui est moins vrai pour un scanner laser 3D. Par exemple, travailler à l’extérieur sera extrêmement difficile.

Le Pro S3 (à gauche) de  HP est un scanner à lumière structurée monté sur un trépied ; le EinScan Pro 2X (en haut) de Shining 3D et le Scanner 2.0 de XYZprinting sont des dispositifs portables

Autres technologies

Dans le cas des deux technologies décrites ci-dessus, nous sommes sur des numérisations 3D à courte portée. Lorsque vous devez numériser un objet à distance, vous serez donc rapidement limités. Nous mentionnerons deux autres technologies conçues pour fonctionner en numérisation 3D à moyenne et longue portée.

Scanner à lumière structurée

Les scanners 3D par temps de vol, aussi appelés scanners par impulsion laser, utilisent également un laser pour numériser avec précision un objet 3D, mais la technologie fonctionne de manière totalement différente. Elle se base en effet sur la connaissance de la vitesse de la lumière laser : le système mesure le temps que met le laser pour atteindre l’objet et revenir sur un capteur.

Un autre type de scanner 3D par temps de vol utilise des systèmes à décalage de phase. Cette technique fonctionne de la même manière que la technologie d’impulsion laser, mais module également la puissance du faisceau laser. Le scanner compare la phase du laser envoyé avec celle renvoyé au capteur. Cela lui permet d’être plus précis qu’un scanner 3D à impulsions laser mais pas aussi flexible pour un balayage à longue distance. Ci-dessous une vidéo pour compléter l’explication :

Les scanners 3D par temps de vol ne sont certainement pas aussi précis que les scanners laser ou les scanners à lumière structurée. Toutefois, si vous souhaitez numériser un objet volumineux, disons un bâtiment, vous utiliserez probablement ce type de technologie.

Quel type de technologie de scan 3D utilisez-vous ? Partagez votre opinion dans les commentaires de l’article ou avec les membres du forum 3Dnatives.