Un escáner 3D digitaliza objetos físicos en 3D mediante diferentes tecnologías como óptica, contacto o silueta. Se usa para ingeniería inversa, modelado virtual, inspección de piezas, reconstrucción de accidentes y desastres naturales. Los escáneres 3D proporcionan mediciones precisas y densas nubes de puntos para representar objetos en formatos como STL o OBJ.

1. ING. FAUSTO ACUÑA
SCANNER 3D

2. contenido
ING. FAUSTO ACUÑA
Definición
Tipos
Aplicaciones
Características
Funcionamiento

3. ING. FAUSTO ACUÑA
SCANNER 3D

4. DEFINICIÓN
Un escáner 3D es un aparato que sirve para medir y digitalizar
en 3D un modelo físico existente. La información capturada se
somete a procesos de ingeniería inversa para extraer de esta
densa nube de puntos, mallas poligonales, medidas y geometrías
completas o concretas.
ING. FAUSTO ACUÑA

5. TIPOS
Hay diversas tecnologías que se emplean para la captura en el
scanner 3D, como son: el toque físico, óptico, ultrasonido, etc.
Cada tipo de tecnología tiene sus ventajas, y se utiliza para
diversos fines.
ING. FAUSTO ACUÑA
De Contacto Sin Contacto

6. ING. FAUSTO ACUÑA
Crea el modelo por toques físicos, a cada toque le corresponde
un punto del modelo, obteniéndose modelos precisos. Se usa en
fabricación, a partir de una maqueta se obtiene el modelo 3d.
En comparación con otro tipo de escáneres, son lentos,
pudiendo operar en torno a los 100Hz frente a los 10 o 500
kHz de los ópticos.
DE CONTACTO

7. ING. FAUSTO ACUÑA
Funcionan de manera que no es necesario tocar físicamente el
objeto escaneado, utilizan algún tipo de radiación, tanto
emitida por el escáner (escáneres activos) como capturada
directamente del ambiente (escáneres pasivos). Entre los tipos
de radiación se encuentra la luz (laser, infrarroja, natural),
ultrasonido, radiográfica.
SIN CONTACTO
Escáner activo Escáner pasivos

8. ING. FAUSTO ACUÑA
Escáner 3D de Tiempo de Vuelo .- Este tipo de escáneres utiliza un pulso
láser emitido y lanzado a través de un espejo rotatorio. Este pulso es reflejado en
la superficie escaneada y su reflejo retorna al escáner. A partir del tiempo de ida y
vuelta de dicho pulso y su retorno es calculada la distancia, por esa razón se les
denomina de tiempo de vuelo. Estos escaneres pueden capturar del orden de 10000
a 100000 puntos por segundo.
ESCANER ACTIVO

9. ING. FAUSTO ACUÑA
Escáner 3D de Triangulación.- Es un escáner activo que usa la luz laser
para examinar el objeto. En este caso el brillo del laser en el objeto se examina
mediante una cámara fotográfica para determinar su posición. Dependiendo de lo
lejano esté el punto del objeto en que brilla el laser, incidirá en diversos sitios del
campo visual de la cámara..
ESCANER ACTIVO

10. ING. FAUSTO ACUÑA
Escáner 3D de Holografía Conoscopica.- Es una técnica
interferométrica que consiste en hacer pasar un rayo reflejado en una superficie a
través de un cristal birrefringente, esto es un cristal con dos índices de refracción,
uno fijo y otro dependiente del ángulo de incidencia, el resultado son dos rayos
paralelos que se hacen interferir con una lente cilíndrica, esta interferencia es
capturada por un sensor CCD, la frecuencia de esta interferencia determina la
posición del objeto en el que se proyectó el rayo láser.
ESCANER ACTIVO

11. ING. FAUSTO ACUÑA
Escáner 3D de Luz Estructurada.- Este tipo de tecnología utiliza la
proyección de un patrón de luz determinado en el objeto y analizan la deformación
del patrón para obtener el modelo. El reflejo se captura con una cámara fotográfica
y posteriormente mediante unos algoritmos se determina la posición de cada punto
en el espacio 3d.
ESCANER ACTIVO

12. ING. FAUSTO ACUÑA
Escáner 3D Estereoscópio.- Los sistemas Estereoscopios emplean
generalmente dos cámaras de video, levemente separadas, examinando la misma
escena. Analizando las diferencias entre las imágenes capturadas por cada cámara,
es posible determinar la distancia de cada punto en las imágenes. Este método se
basa en la visión estereoscópica humana.
ESCANER PASIVO

13. ING. FAUSTO ACUÑA
Escáner 3D Silueta.- Usan bosquejos creados de una sucesión de fotografías
alrededor de un objeto tridimensional contra un fondo muy bien contrastado. Estas
siluetas se estiran y se cruzan para formar la aproximación visual del objeto. Esta
técnica no es capaz de detectar algunas concavidades de un objeto (como el interior
de un tazón).
ESCANER PASIVO

14. APLICACIONES
ING. FAUSTO ACUÑA

15. APLICACIONES
ING. FAUSTO ACUÑA
Modelado Virtual de cuevas.- La cueva virtual ha requerido procesar
un altísimo volumen de datos: 200 barridos de un scanner láser 3D del espacio
original, 6.000 millones de puntos de información de la cueva, más de 1500
fotografías digitales de alta definición, sonidos ambientales obtenidos in
situ…videos, mapas y otra documentación.

16. APLICACIONES
ING. FAUSTO ACUÑA
Accidentes de Avión/Naves Espaciales.- La NASA y Boeing, han
realizado el escaneo de todas las piezas del transbordador espacial que se
encontraron de la aeronave (alrededor de 400), utilizando instrumentos láser y
han reconstituido por completo con el método de anastilosis virtual, para
analizar las causas del accidente del 1 de febrero de 2003.

17. APLICACIONES
ING. FAUSTO ACUÑA
Temblores y Terremotos.- Hokkaido, Japón. Septiembre 2003. Un
temblor de magnitud 8,3 en la escala de Richter provoco importantes daños
materiales y más de trescientos heridos. Con el fin de restablecer lo más rápido
posible las infraestructuras ferroviarias y de carreteras, el escaneo láser 3D se
impone como la herramienta de análisis más rápida y eficaz.

18. APLICACIONES
ING. FAUSTO ACUÑA
Escenas de Crimen y de Accidentes de Circulación.- Desde un
simple accidente automovilístico, hasta el levantamiento completo de una escena
de crimen, el escaneo láser aporta un registro numérico prácticamente
exhaustivo de los hechos en un instante preciso.

19. APLICACIONES
ING. FAUSTO ACUÑA
Derrumbes y Hundimientos.- El 14 de febrero 2003, el patio de una
escuela maternal en París se derrumbo sobre las obras de un nuevo túnel. El
agujero se pudo rellenar con hormigón a los pocos días. La escena se había
escaneado completamente en unas cuantas horas poco después del accidente.

20. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
ING. FAUSTO ACUÑA
Precisión: 35µm (.0014”)
Repetibilidad: ±35µm, 2s (±.0014”)
Stand-off: 95mm (3.75”)
Profundidad del campo: 85mm (3.35”)
Amplitud de escaneado: Campo cercano 34mm (1.34”)
Campo remoto 60mm (2.36”)
Resolución lineal: 640 puntos por línea
Velocidad de escaneado: 30 imágenes/segundo (fps) 30fps x
640puntos/línea = 19.200puntos/segundo
Laser: 660nm, CDRH Class II/IEC Class 2M
Peso: 370g
APLICACIONES
Aeronáutica: ingeniería inversa, certificación, inspección de piezas
Automoción: construcción de herramientas & certificación, alineación,
inspección de piezas
Máquina y herramienta: OMI, primera inspección e inspección periódica de
piezas
Moldes: inspección, escaneo de prototipos

21. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
ING. FAUSTO ACUÑA
Tipo: Digitalizador 3D sin contacto
Método de medida: Triangulación por bloqueo de luz
Lentes receptoras de luz (intercambiables):
TELE Distancia focal f=25 mm
MIDDLE Distancia focal f=14 mm
WIDE Distancia focal f=8 mm
Rango de escaneado: 0.6 a 1.0 m (en modo estándar) y 0.5 a 2.5 m (en modo
extendido)
Método de escaneado láser: Espejo rotatorio guiado por galvanómetro
Rango de entrada en eje X (extendido):
TELE 93 a 463 mm
MIDDLE 165 a 823 mm
WIDE 299 a 1495 mm
Rango de entrada en eje Y (extendido) :
TELE 69 a 347 mm
MIDDLE 124 a 618 mm
WIDE 224 a 1121 mm
Rango de entrada en eje Z (extendido) :
TELE 26 to 680 mm
MIDDLE 42 to 1100 mm
WIDE 66 to 1750 mm

22. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
ING. FAUSTO ACUÑA
Exactitud (X,Y,Z): ±0.05 mm
Precisión (Z, s ): 0.008 mm
Tiempo de adquisición (por escaneado): 2.5 segundos Tiempo de transferencia al
host 1.5 segundos, aproximadamente
Dispositivos de imagen:
Datos 3D: 1/3 pulgadas del sistema de transferencia del CCD (340,000 pixeles)
Datos de color: Comunes con datos 3d (separación de color por filtros giratorios
Numero de pixeles de salida:
Datos 3D / datos de color: 640x480
Formato de salida:
Datos 3D: formatos de Konica Minolta, y (STL, DXF, OBJ, ASCII points, VRML)
(Convertido a datos 3D por el software de edición de polígonos / accesorio
estándar)
Datos de color: RGB 24 bits datos de escaneado de trama
Visor: LCD de 5.7 pulgadas (320*240 pixeles) Interface de salida SCSI II (DMA
transferencia sincronizada)
Potencia: Potencia AC comercial, 100 a 240 V (50/60 Hz),
Dimensiones: 221 (ancho)x412 (alto)x282 (largo) mm
Peso: Aproximadamente 15 Kg (con la lente puesta)

23. OPERACIÓN
Gracias a lo anterior, puede hacer movimientos que no se
pueden lograr manualmente como círculos, líneas diagonales y
figuras complejas tridimensionales.
ING. FAUSTO ACUÑA

24. OPERACIÓN
ING. FAUSTO ACUÑA

25. ING. FAUSTO ACUÑA
fvacuna@espe.edu.ec
Fono: 098336590