Test comparatif de scanners 3D : neuf modèles testés sur une pièce automobile

Introduction

Tester neuf scanners 3D différents sur une seule pièce complexe révèle comment les diverses technologies de numérisation gèrent les objets noirs, sans caractéristiques distinctives, dotés de poches profondes et de parois fines. Il s’agit d’un scénario courant en ingénierie inverse et en fabrication. Ce test compare les scanners laser, infrarouges et à lumière structurée pour déterminer quelles approches sont les plus adaptées à cette géométrie exigeante.

Configuration du test et catégories de scanners

Le sujet du test est une pièce automobile en plastique noir : sans caractéristiques, avec des poches profondes et des parois fines. Ce type de géométrie est typique de la fabrication automobile et représente un véritable défi pour la numérisation 3D, car l’absence de détails de surface et la couleur sombre rendent le suivi difficile pour de nombreux types de scanners.

Quatre catégories de scanners sont représentées dans ce test. Les scanners laser utilisent un suivi basé sur des marqueurs et sont généralement les plus coûteux mais les plus précis. Les scanners infrarouges suivent la géométrie et peuvent fonctionner avec des marqueurs, bien qu’ils soient moins précis que les systèmes laser. Les scanners à lumière structurée projettent des motifs et suivent la géométrie, offrant un compromis en termes de vitesse et de précision. Chaque catégorie présente des forces et des limites distinctes lors de la numérisation d’objets noirs sans spray de contraste.

Scanners laser : Revopoint MetroX, Creality Sermoon S1 et Creality Raptor

Les scanners laser sont conçus pour fonctionner avec des marqueurs et offrent la plus grande précision pour le suivi marqué. Ils sont les plus performants sur les pièces sans caractéristiques, car les marqueurs fournissent des points de référence fiables.

Le Creality Raptor utilise sept lignes laser parallèles et capture à 90 images par seconde. Dans ce test, il a atteint une erreur de précision de 22 microns. Le Raptor peut s’incliner à un angle très faible par rapport au plateau tournant, ce qui lui permet de capturer efficacement les parois latérales. Cependant, l’approche à sept lignes peine avec les poches profondes car les parois bloquent la projection laser. L’espace entre les nervures et le fond du trou de 32 mm de profondeur est resté non capturé.

Le Creality Sermoon S1 utilise également la numérisation laser, mais avec une option de ligne unique en plus des lignes parallèles. Il fonctionne à 90 images par seconde et a atteint une erreur de précision de 32 microns dans ce test. Le mode ligne unique lui permet d’atteindre des poches profondes inaccessibles à l’approche à sept lignes. Le Sermoon S1 a produit une numérisation plus complète du fond des poches par rapport au Raptor, bien qu’il ait nécessité plus d’efforts manuels pour effacer les zones d’ombre.

Le Revopoint MetroX est un scanner laser qui a capturé plus lentement que le Raptor ou le Sermoon S1. Il a atteint une erreur de précision de 136 microns, nettement plus élevée que les autres scanners laser. Le MetroX a également produit des résultats plus bruités dans la zone du trou et des poches, et la numérisation globale était moins complète malgré un temps de numérisation plus long. La résolution du texte en relief était inférieure à celle du Raptor et du Sermoon S1.

Scanners infrarouges : Creality Ferret, Otter et Otter Lite

Les scanners infrarouges suivent la géométrie plutôt que les marqueurs et sont conçus pour scanner des objets noirs sans spray. Ils offrent des fréquences d’images plus rapides que les scanners laser, mais une précision moindre.

Le Creality Otter est un scanner infrarouge qui fonctionne mieux en mode de suivi de géométrie qu’en mode marqueur. Lors de l’utilisation de marqueurs sur un objet noir, l’exposition requise pour voir la surface noire brûle les marqueurs, rendant le suivi peu fiable. En mode géométrie avec exposition automatique, l’Otter a atteint une erreur de précision de 17 microns, ce qui est compétitif par rapport aux scanners laser. L’Otter peut s’incliner à un angle faible et capture bien les parois latérales. Il a mieux atteint la poche profonde que le Raptor, bien que moins complètement que le Sermoon S1.

Le Creality Otter Lite est une version plus compacte de l’Otter, mais avec une capacité de résolution inférieure. Dans ce test, il a atteint une erreur de précision de 17 microns, égalant l’Otter complet. Cependant, la résolution est plus faible et le texte en relief apparaît flou. L’Otter Lite n’est pas recommandé pour l’ingénierie inverse de petites pièces car les détails sont insuffisants.

Le Creality Ferret est conçu pour des objets plus grands, de la taille d’une chaussure environ. Sur cette petite pièce, il n’a pas réussi à fournir de résultats exploitables. La distance de travail est plus grande que celle des modèles Otter, ce qui réduit la résolution. L’erreur de précision était de 270 microns, beaucoup trop élevée pour un travail de précision. Le Ferret n’inclut pas de plaque de calibration et n’est tout simplement pas adapté aux géométries petites et complexes.

Scanners à lumière structurée : 3DMakerpro Moose, 3DMakerpro Seal et Matter and Form 3

Les scanners à lumière structurée projettent un motif et suivent la géométrie. Ils scannent plus lentement que les scanners infrarouges mais offrent souvent une résolution plus élevée.

Le 3DMakerpro Moose a une résolution de 0,2 mm et une plage de capture plus large. Le Seal a une résolution de 0,15 mm et une plage de capture plus petite, ce qui le rend mieux adapté aux petits objets. Les deux scanners suivent à 10 à 15 images par seconde, plus lentement que les scanners infrarouges. Le Moose et le Seal ont des performances de suivi identiques ; la différence réside principalement dans la plage de capture et la résolution.

Le 3DMakerpro Seal a atteint une erreur de précision de 51 microns dans ce test. Il a produit une bonne qualité de surface et a bien suivi, bien qu’il ait généré un certain bruit de bordure. La résolution est comparable à celle de l’Otter en mode petit objet. Le Seal ne peut pas bien scanner les surfaces à fort contraste ; si un objet présente à la fois des zones blanches et noires, le scanner peine à moins d’appliquer un spray pour réduire le contraste.

Le Matter and Form 3 est un scanner à lumière structurée avec une mise à jour récente du firmware qui a amélioré la numérisation des objets noirs. Il comprend une caméra de 13 mégapixels, qui offre une résolution plus élevée que le Raptor lors de la numérisation de petits objets. Le nouveau firmware permet d’ajuster la luminosité du projecteur, rendant la numérisation d’objets noirs beaucoup plus fiable qu’auparavant. Dans ce test, il a atteint une erreur de précision de 90 microns. Certaines parois très fines n’ont pas été capturées, mais l’amélioration globale de la gestion des objets noirs est significative. Le temps de traitement est plus long que celui des autres scanners, surtout à haute résolution.

Comparaison de la précision et de la complétude

Une erreur de précision inférieure à 50 microns est généralement acceptable pour le fraisage CNC, l’impression FDM ou l’impression résine. Les pièces produites à partir de données de numérisation avec ce niveau de précision s’assembleront correctement.

L’Otter a atteint l’erreur de précision la plus faible à 17 microns, égalant l’Otter Lite. Le Raptor a atteint 22 microns et le Sermoon S1 a atteint 32 microns. Ces trois scanners laser et infrarouges sont adaptés aux travaux d’ingénierie inverse de précision.

Le MetroX à 136 microns, le Ferret à 270 microns et le Matter and Form 3 à 90 microns se situent en dehors de la plage acceptable pour les travaux à tolérance serrée. Le Seal à 51 microns est juste au-dessus du seuil.

Au-delà de la précision, la complétude de la numérisation est importante. Le Sermoon S1 a mieux capturé le fond de la poche profonde que le Raptor car le mode ligne unique peut atteindre des zones bloquées par les parois. L’Otter a bien capturé les parois latérales et a produit une surface lisse. Le MetroX a produit des résultats bruités dans les zones du trou et des poches, ce qui pourrait poser problème lors de la localisation des positions des trous.

Pour la résolution du texte en relief, le Raptor a fourni les détails les plus nets, suivi de près par le Sermoon S1. Le MetroX avait une résolution inférieure malgré le même réglage de fusion de 0,15 mm. L’Otter a produit une bonne résolution avec une qualité de surface lisse. La résolution de l’Otter Lite était trop faible pour les travaux de détail.

Conclusion

Pour l’ingénierie inverse de petites pièces noires avec des poches profondes et des parois fines, le Creality Otter en mode géométrie offre le meilleur équilibre entre précision, complétude et facilité d’utilisation. Le Sermoon S1 est le meilleur choix de scanner laser si vous devez atteindre des poches profondes. Le Raptor est une alternative solide si vous préférez l’approche laser traditionnelle. Le Ferret et l’Otter Lite ne sont pas adaptés à ce type de travail. Le Matter and Form 3 s’est considérablement amélioré avec le dernier firmware, mais reste derrière l’Otter et les scanners laser dans ce test spécifique. Le choix dépend de votre budget, de la taille des objets que vous scannez habituellement et de si vous avez besoin de la plus haute précision ou si vous pouvez accepter une précision légèrement inférieure pour une numérisation plus rapide.