Scanner 3D EinScan TRAK

EinScan TRAK — sistema sem fios de digitalização 3D a laser para objetos de grandes dimensões, com scanner portátil amovível. A colocação de marcadores na superfície do objeto atrasa o início da digitalização. O rastreador segue um scanner esférico com marcadores refletores, pelo que a superfície não necessita de preparação. O scanner portátil separa-se da estrutura esférica e trabalha de forma autónoma em zonas estreitas.

Características principais e vantagens

• Volume de rastreio: 15 m³ — O operador desloca-se livremente em torno do objeto e o scanner permanece no campo de visão do rastreador.
• Velocidade de digitalização: 2 630 000 pontos/s — O fluxo denso de pontos reduz o tempo necessário para cobrir superfícies de grandes dimensões.
• Precisão volumétrica: até 0,1 mm — O valor aplica-se aos dois modos de funcionamento, pelo que a mudança entre eles não altera a precisão declarada.
• Rastreio sem marcadores: no EinScan TRAK, o rastreador segue o scanner esférico através de marcadores refletores integrados. A superfície não necessita de preparação e os dados mantêm-se estáveis.
• Scanner portátil amovível: funciona separado da estrutura esférica e chega a zonas estreitas fora da área de rastreio. Além disso, é adequado para objetos pequenos.
• Substituição de baterias a quente: o rastreador funciona até 5,5 h em contínuo e a troca das baterias não interrompe a digitalização. Assim, os projetos longos dispensam pausas para carregamento.

Dois modos de funcionamento do sistema

Este sistema combina um rastreador com um scanner amovível. O modo de rastreio e o modo de scanner portátil podem ser combinados no mesmo projeto. A calibração do sistema é simples e o arranque faz-se com um único clique.

Modo de rastreio

Este modo abrange objetos de média e grande dimensão, como uma lancha rápida. Para estas tarefas, o EinScan TRAK utiliza um rastreador montado num tripé e um scanner na estrutura esférica. O rastreador pode ser reposicionado livremente para alargar a zona de cobertura.

A zona de rastreio é visível no exemplo do descapotável. O volume representado por um contorno de arame envolve o modelo do automóvel, e o scanner deve permanecer dentro do campo de visão do rastreador.

Modo de scanner portátil

O scanner separa-se da estrutura e funciona como um dispositivo sem fios independente. Chega a zonas estreitas que ficam fora da área de rastreio. O scanner portátil pesa 0,48 kg, pelo que é prático para objetos pequenos.

Ligação sem fios e objetos de grandes dimensões

O módulo Wi-Fi 6 permite a digitalização sem fios através de uma rede local dedicada. O rastreador e o scanner ligam-se automaticamente no arranque. O router é necessário para o funcionamento e está incluído no conjunto standard. Se necessário, o sistema pode passar para ligação por cabo.

Para objetos muito grandes existe o modo híbrido Hybrid Leapfrog (deslocação do rastreador passo a passo). A nova posição do rastreador é alinhada com base nos marcadores. Cada zona de rastreio requer apenas 4 marcadores, pelo que a precisão e a velocidade se mantêm equilibradas.

Três modos laser para diferentes tarefas

O scanner dispõe de três modos laser, que podem ser alternados durante o trabalho. A escolha depende da geometria do objeto e da velocidade pretendida.

• 19+19 linhas cruzadas: recolhem dados rapidamente em objetos grandes e mantêm a flexibilidade de trabalho.
• 7 linhas paralelas: captam com nitidez linhas e arestas vivas de peças automóveis.
• Linha única: alcança furos profundos com uma relação diâmetro/profundidade de 1:4, o que é relevante na engenharia inversa automóvel.

O passo de pontos é a distância entre pontos vizinhos da digitalização. Quando não excede 0,2 mm, a fonte de luz passa automaticamente para linhas paralelas.

Na ilustração, cada zona do automóvel é captada com um tipo de linhas próprio. As linhas cruzadas correspondem ao compartimento do motor e a linha única aos furos profundos.

Digitalização sem marcadores

No modo de rastreio, a digitalização sem marcadores é assegurada pelo rastreador. A digitalização numa única estação não requer marcadores, mas o rastreador e o objeto têm de permanecer imóveis. É prática para objetos de média dimensão nos quais é incómodo colar marcadores.

No modo de scanner portátil, a digitalização sem marcadores está disponível para superfícies com características distintivas. O alinhamento é feito pela geometria da superfície. Para requisitos elevados de precisão, recomenda-se o uso de marcadores globais.

Ambos os modos sem marcadores são mostrados no exemplo do automóvel. O modo de rastreio digitaliza o para-choques de um automóvel clássico e o scanner portátil digitaliza o motor.

Combinação de dados e resolução

Os dados dos dois modos podem ser combinados num único projeto. O software é compatível com vários modos laser e níveis de resolução. Isto reduz o volume de dados redundantes e acelera a obtenção do modelo completo.

Durante a digitalização, é possível alterar a resolução e definir uma resolução local para zonas com pormenores finos. O intervalo geral vai de 0,05 a 10 mm. No exemplo do fabricante, a resolução global varia de 2,0 mm a 0,5 mm e a local chega a 0,25 mm.

A resolução local standard reduz o passo de pontos para metade e a elevada reduz-no para um quarto. Para tal, o passo inicial tem de exceder 0,2 mm e 0,4 mm, respetivamente.

Autonomia e condições de funcionamento

• Materiais: superfícies pretas e refletoras, como jantes de rodas, são digitalizadas sem perda de dados.
• Iluminação: a digitalização é fiável no exterior e no interior, incluindo com forte luz ambiente até 110 000 lux.
• Alimentação: até 5,5 h em modo de rastreio com substituição de baterias a quente e até 3,5 h em modo de scanner portátil.
• Transporte: a construção em fibra de carbono de alta resistência CFFIM foi concebida para suportar cargas de impacto.
• Calibração: a calibração completa do sistema demora 5–10 min e a temperatura de funcionamento vai de -10 °C a 40 °C.
• Textura: a câmara de textura de 5 MP regista a cor e os pormenores do material, pelo que o rastreio também é adequado para preservação do património e investigação.

Será necessária nova calibração após uma paragem de 1–2 semanas ou após vibração intensa durante o transporte. Antes da digitalização de textura, efetua-se a calibração do equilíbrio de brancos.

Software e processamento de dados

O software EXScan Trak controla o scanner e funciona num computador com Windows 10/11 (64 bits). Recomenda-se uma placa gráfica NVIDIA dedicada para uma digitalização mais fluida. A configuração mínima do PC e os formatos de exportação constam da tabela de especificações.

EXScan Trak

Este programa controla o scanner e recolhe os dados. Combina dados de diferentes modos e resoluções e alterna o laser em tempo real. O indicador de qualidade dos dados destaca a amarelo as zonas com cobertura insuficiente, que podem assim ser completadas.

EXModel

A série EXModel converte a malha da digitalização 3D num modelo CAD em poucos passos. O fluxo de trabalho tem cinco etapas, desde a malha em formato .stl até à exportação do modelo final. Inclui um ciclo de feedback com análise.

O exemplo da roda mostra este processo na prática. A malha digitalizada percorre o caminho até um modelo CAD verificado e exportado.

EXMeasure

O EXMeasure destina-se à análise dimensional digital, desde os dados da digitalização até à verificação. O programa suporta alinhamento flexível e extração de elementos com um clique. Para o controlo estão disponíveis a inspeção GD&T e a comparação por mapas de cores, e os resultados são apresentados em relatórios visuais. Para iniciar, é necessária uma licença EXMeasure.

A interface do EXMeasure é mostrada no exemplo de uma peça de invólucro. A imagem mostra a comparação de desvios por mapa de cores e as ferramentas GD&T e de alinhamento.

Segurança e certificação

O laser do scanner pertence à classe 2. O rastreador deve ser instalado a pelo menos 20 cm de pessoas. Na gama de 5150–5250 MHz, o dispositivo só pode ser utilizado em espaços interiores.

O sistema está certificado segundo CE e FCC. A especificação refere ainda RoHS e WEEE. FDA e SRRC são indicadas em separado.

Áreas de aplicação

O EinScan TRAK é utilizado onde a preparação de marcadores abranda o trabalho. No exemplo do convés de um iate, o operador digitaliza-o com o scanner portátil rastreado.

As esculturas são digitalizadas com o scanner portátil. No exemplo de uma estátua pintada de um leão-guardião, vê-se ao lado o resultado azul da digitalização.

• Engenharia inversa de peças automóveis: a linha única digitaliza furos profundos com relação diâmetro/profundidade de 1:4, e as 7 linhas paralelas captam as arestas das peças.
• Personalização de embarcações e veículos: o modo de rastreio digitaliza objetos grandes, como o convés de um iate, e fornece dados de partida para o projeto de modificações.
• Design industrial e de produto: o scanner portátil capta pequenos pormenores e o EXModel converte a malha da digitalização num modelo CAD para o projeto subsequente.
• Preservação do património e arte: a câmara de textura de 5 MP reproduz a cor das esculturas e o scanner portátil digitaliza superfícies com características distintivas sem marcadores.
• AR, VR e conteúdo digital: a textura de cor e a malha nos formatos OBJ e PLY são adequadas para edição e renderização noutro software.
• Educação e investigação científica: um único dispositivo abrange objetos pequenos e grandes e, no primeiro arranque, o software abre um guia introdutório.

Acessórios e suportes compatíveis

• Marcadores para o modo de rastreio: com diâmetro de 6 mm e 12 mm; o tamanho necessário é selecionado nas definições.
• Marcadores para o modo de scanner portátil: com diâmetro de 3 mm e 6 mm.
• Spray revelador: o revelador profissional é aplicado em objetos transparentes e que absorvem luz, como o vidro, antes da digitalização.

Conteúdo da embalagem

1. Rastreador EinScan Trak
2. Scanner EinScan Trak
3. Bateria — 4 un.
4. Compartimento para baterias — 1 un.
5. Barra de calibração — 1 un.
6. Tripé — 1 un.
7. Router — 1 un.
8. Cabo Ethernet — 1 un.
9. Calibrador do sistema — 1 un.
10. Cabo de alimentação — 1 un.
11. Conjunto de cabo de alimentação e dados de 4,5 m, Type A–C — 2 un.
12. Unidade de memória USB — 1 un.
13. Fonte de alimentação com conjunto de adaptadores para vários países — 1 un.
14. Cabo de alimentação de 2 m, Type C–C — 1 un.
15. Adaptador USB-Ethernet — 1 un.
16. Lista de embalagem, pano de limpeza, guia rápido — 1 un.
17. Conjunto de marcadores com raspador — 1 un.

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