現物形状をデジタル化する技術

図面のない製品・部品を3Dデータとして再現

現物形状をデジタル化する技術は、実物の製品・部品・金型・試作品などを3Dスキャンや測定機で読み取り、点群データ・ポリゴンメッシュ・CADデータへ変換する技術です。図面が残っていない部品、手作業で作られた試作品、長年使用して摩耗した金型、複雑な曲面を持つ工業製品なども、現物をもとに形状情報を取得できます。

取得した3Dデータは、リバースエンジニアリング、再設計、補修部品の製作、金型修正、品質検査、3Dプリンター出力、CAE解析など幅広い用途に活用できます。特に、自由曲面や微細な凹凸、手作業による形状など、従来の寸法測定だけでは把握しにくい形状も、デジタルデータとして可視化できる点が大きな特長です。

当社では、対象物の材質・大きさ・精度要求に応じて最適な測定方法を選定し、現物形状を高精度にデータ化します。スキャン後は、ノイズ除去、穴埋め、面の整理、基準面や軸の設定を行い、用途に合わせた実用的な3Dデータへ仕上げます。単なる形状コピーではなく、設計や製造に使いやすいデータ作成を重視しています。

現物からのデジタル化は、図面紛失部品の復元、既存製品の改良、試作品の量産化、金型の摩耗確認、海外製部品の国内製作などに有効です。現物しか残っていない場合でも、形状情報をデータとして保存することで、将来の再製作や設計変更に対応しやすくなります。

製造現場で培われた技術と3Dデジタル技術を組み合わせることで、現物形状を正確に読み取り、次の設計・加工・検査へつなげます。現物の形状データ化をご検討の際は、部品1点からでもお気軽にご相談ください。


3Dスキャンは、物理的なオブジェクトや環境をデジタル化し、その形状や外観を三次元データとして再現する技術です。光とイメージセンサを使用する方法は、このプロセスの中で広く採用されています。光とイメージセンサによるスキャニングの基本原理と応用。


基本的
光とイメージセンサに基づく3Dスキャン技術には、主に以下のような方法があります。ストラクチャードライトスキャニング: 特定のパターンの光(格子状やストライプ状)をオブジェクトに投影し、その光がオブジェクトの表面でどのように歪むかをイメージセンサで捉えます。この歪みから、オブジェクトの3D形状を計算します。


応用分野
光とイメージセンサによるスキャン技術は、多岐にわたる分野で応用されています。産業: 自動車、航空宇宙、製造業での品質管理や部品の検査に使用されます。文化財保護: 歴史的建造物や芸術作品のデジタルアーカイブ作成に貢献します。


技術の進歩

最新の研究や開発により、スキャン技術はますます精度が向上し、より速く、より安価になりつつあります。AIや機械学習の統合によって、スキャンデータの処理や解析が自動化され、より効率的なワークフローが可能になっています。

光とイメージセンサによるスキャンは、現実世界をデジタルの形で捉える強力な手段であり、その可能性はまだまだ拡がっています。


光学式スキャン
3dスキャンの歴史


レーザー式スキャン

レーザー式スキャン(レーザースキャニング)の原理は、レーザー光を用いて対象物や環境の形状や距離を高精度で計測する技術に基づいています。この技術は、主に3つの要素から成り立っています。

レーザー光の照射

レーザースキャナーは、レーザー光を対象物に照射します。この光は、非常に細く高密度で、直進性が高いため、遠距離でも精度の高い計測が可能です。照射されたレーザー光が対象物に当たると、その反射光がスキャナーに戻ります。

時間や角度の測定

レーザースキャナーは、反射して戻ってくる光を検出し、その時間(飛行時間:Time of Flight)を計測します。レーザーが対象物に到達して戻ってくるまでの時間から、スキャナーと対象物との距離を求めることができます。また、スキャナーはレーザー光を広範囲にわたって照射するために、角度も変えながら連続的にスキャンを行います。この角度データも同時に取得されます。

飛行時間方式 (ToF: Time of Flight)
レーザー光が出発し、物体に反射して戻ってくるまでの時間を測定し、距離を計算します。この原理を「飛行時間方式」と呼びます。

フェーズシフト方式
レーザー光の波の位相差を利用して距離を計測する方式です。精度が高く、特に短距離で有効です。

3D点群データの生成

レーザースキャナーは、照射した複数のレーザー光の反射時間や角度データを組み合わせることで、対象物や環境の3次元的な形状を計測します。この結果、スキャナーから得られるデータは「点群データ(Point Cloud)」と呼ばれ、数百万〜数千万個の点で構成される3Dモデルとして表示されます。各点の位置情報(X, Y, Z座標)が集積され、対象物の精密な形状が再現されます。

応用例

レーザー式スキャンは、工業製品の検査、自動運転車の環境認識など、さまざまな分野で使用されています。

レーザースキャニング
レーザースキャニング

3Dスキャン事例

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