2020年 2月 3日

サブミリ精度の3Dカラーで、Artec Microがリスの頭蓋骨を数分でキャプチャ

バージニア州アマーストの自宅近くの森を散歩していたGoMeasure3DのArtec AmbassadorであるPaul Motleyは、地面に灰色のリスの頭蓋骨を発見しました。その2.165インチ（55mm）の複雑で有機的な構造をもちあげてじっくり見た彼は、この小さな物体、特に難しい形状の小型オブジェクト用のデスクトップ型スキャナであるArtec Microの能力をテストする絶好の機会であることに気づきました。リスの頭蓋骨は確かにぴったりです。きれいに描いた曲線、細い、髪の毛のような縫合部分。美しく複雑なオブジェクトです。

Artec Microでスキャンされたトウブハイイロリスの頭蓋骨の3Dモデル。 合計スキャン時間：8分30秒。 処理時間：12分。

Paul Motleyはこう言います。「この頭蓋骨をスキャンすることに決めた理由は、その複雑な形状が、今日の産業用用途でスキャンする必要がある多くのオブジェクトの形状に見れば見るほど似ていることに気づいたからです。例えば、鋳造業界で、もう生産されていない鋳型や、ダイカストのリバースエンジニアリングの場合だけでなく、金型、キャスト、製造に使用されているプロダクトなどがスキャンされますが、これらのオブジェクトの多くは、薄いエッジ、正確に配置された穴や角度、有機的・不規則な形状や表面といった特徴があります。測量的の観点から言えば、3Dスキャンがわずかに外れてしまった場合は、通常そこまでのスキャンをあきらめ、最初からやり直すタイプのものです。」

Motleyは、リバースエンジニアリングが必要な小型のレガシーパーツで棚をいっぱいにしたある自動車部品メーカーの事例をあげます。「以前このようなオブジェクトをデジタルでキャプチャしたとき、HDIシリーズの3Dスキャナなど、いくつかのスキャナを使用しました。HDIシリーズでは、オブジェクトをターンテーブルに置いて4つ以上の方向にスキャンしました。これにより、各オブジェクトの95％以上がカバーできました。しかし、このような結果を得るには、異なるオブジェクトごとの設定が必要なため少なくとも30分間ユーザーの操作が必要であり、さらにスキャン後に必要な後処理はこの時間には含まれていません。」

Motleyは続けます。「Microを使えば、オブジェクトの複雑さをすべてキャプチャする手順の確認と、実際にかかる時間両方の面において、ワークフローを劇的に削減できます。これは、特にスキャン待ちのオブジェクトが列をなして、締め切りが近づいている場合は非常に大きなものです。言うまでもなく、私は誰かにほんの数分でマイクロの使い方を教えることができ、その後彼らは最初のスキャンでもプロフェッショナルなスキャン結果を得ることになります。電子レンジで何かを調理するのと同じくらいの工数の操作で、カラー3Dで驚くほど多くのディテールまでをキャプチャできるー私にとって、それは大きなセールスポイントです。」

リスの頭蓋骨をスキャンするArtec Micro

Artec Microは、2軸回転システムと同期した青色LEDプロジェクターを使用して、わずかな時間で小さな物体の絶妙なデジタルコピーを作成します。このプロフェッショナルスキャナは、最大10ミクロン（0.4千）のポイント精度で高解像度カラー3Dスキャンを実現します。

Microは、小さなオブジェクト、品質管理、検査、歯科などのリバースエンジニアリングに最適な選択肢であり、初心者やベテランのスキャン技術者の視野を広げ、オートで測量レベルのスキャン結果をあなたのデスクへ直接お届けします。

「このテストでは頭蓋骨をスキャンすることを選択しましたが、航空宇宙部品、金型、鋳造品、宝石、考古学オブジェクト、小さな歯車、コンポーネントなど、小さなオブジェクトをスキャンしても同じ結果を得ることができました。 Microが提供する解像度により、元のオブジェクトにもとからある抜けや不規則性も確実に確認できます。測量学的観点からも、Microは、最も厳しい仕様でも問題がないレベルの正確な測定値を提供します」と、Motley氏は述べています。

Artec Microのスキャンプラットフォームに取り付けられた頭蓋骨、背後にMicro

頭蓋骨をスキャンプラットフォームに取り付けた後、マウスをクリックするだけで、Microの高度なツインカラーカメラと青いLEDライトが生き生きと動きだしました。カメラは長時間1つの位置に留まらず、 1秒あたり100万ポイントのデータ取得速度でスキャンを行います。頭蓋骨は2つの位置でスキャンして、すべての表面を完全にカバーするようにしました。各スキャンには4分15秒かかりました。

Artec Studio 3D workflow softwareでのスキャンの後処理は次のようなものです。まず両方のスキャンを回転させて調整するために数秒。次に、デフォルトのマクロ設定を使用し、グローバル登録、外れ値の除去、シャープフュージョン、スモールオブジェクトフィルター、いくつかの穴埋めツールといった手順をふみます。後処理時間の合計：12分。

Artec Studioの最終的なリスの頭蓋骨モデル

「Microは、私が期待していたものをはるかに上回る結果を生み出しました。最小限のインプットでありながらこれだけのディテールと正確さを見るのは本当に初めてです。ほとんどのスキャナは、特定の部分ごとに実際に調整するために、数回の試行とそれぞれ時間をかけてのセットアップを行います。しかし、Microの2軸移動システムとシステムの全体的な精度が大きな違いをもたらします」とMotley氏は述べています。

現時点では、頭蓋骨とそのデジタルダブルはデモ目的で使用されていますが、Motleyは次回はスケルトン全体をスキャンすることを考えています。「Microの形態計測機能は素晴らしいです。自然史博物館のアーカイブのデジタル化など、古生物学の用途の場合でも、他の場所でもさらにこういったプロジェクトを行うのを楽しみにしています。」

ヒガシハイイロリス（Sciurus carolinensis）の頭蓋骨

デスクトップの計測グレードスキャナとしてのMicroの究極の可能性に関して、Motleyは「Microは今日の計測/QAワークフローに最適です。ここで行ったこと以上のことを行えるシステムであり、非常に簡単なユーザー入力で部品の正確な位置の特定のスキャンを行うことができます。パーツのスケールで高解が必要な際にも、Microであれば、1回限りの検査でも、同じパーツがいくつも、毎日または1時間ごとにスキャンされるような用途でも、どちらでも可能なオプションもあります。