3Dスキャナーの精度はどれくらい?メリット・デメリットを合わせた解説

3Dスキャナー 精度

既存製品の3Dデータ化など、リバースエンジニアリングなどでよく使われる3Dスキャナーには「精度」という基準があります。

精度という言葉は測定機器によって示させる基準が異なるため、「3Dスキャナーの精度とは?」と疑問を持っている方は多いでしょう。

そこで本記事では3Dスキャナーの精度の基本と、3Dスキャナーのメリット・デメリットについてご紹介します。

3Dスキャナーとは?

3Dプリンターは、3Dデータを用いてモノを造形する機器です。3Dスキャナーとはその逆であり、モノから3Dデータを作成する機器となります。

対象物にレーザーを照射し、立体形状データを取得して3Dデータへと変換します。

対象物に直接センサーを接触させる「接触式」、対象物に接触しない「非接触式」などさまざまな3Dスキャナーがあり、用途に応じて使い分けることが可能です。

3Dスキャナーについての詳しい解説は、『3Dスキャナーとは?原理や仕組み、活用事例をわかりやすく解説』で行っていますので、ぜひ参考にしてみてください。

3Dスキャナーの精度について

3Dスキャナーの製品カタログには、必ずと言ってよいほど「精度」という項目があります。3Dスキャナーにおける精度とは、「スキャンした3Dデータがどれだけ実物に近いか」を表した数値だと考えてください。

つまり、精度が高いほどより精巧な3Dデータを作成でき、さまざまな用途で利用することができます。

3Dスキャナーの精度はドイツ技術者協会の規格である「VDI/VDE 2634」の規定により、ミリメートルで表すのが一般的です。数値が小さいほどより精度が高く、より精巧な3Dデータを作成できます。

たとえば、SCANTECH(スキャンテック)が提供する3Dスキャナーの精度は次のようになっています。

TRACKSCAN:0.025mm
KSCAN-MAGIC:0.020mm
SIMSCAN:0.025 mm

※業界高水準の制度です

3Dスキャナーの製品カタログをご覧になったときは、数値が小さいほど精度が高いと認識しましょう。

3Dスキャナーのメリット

3Dスキャナーを利用して既存製品などを3Dデータ化するのには、どのようなメリットがあるのでしょうか。ここでは、3Dスキャナーが持つ4つのメリットをご紹介します。

複雑な形状も3Dデータ化できる

測定器具・機器は、ハイトゲージやマイクロメーターなど手動で測定するもの、3Dスキャナーなど半自動で測定するものなど多種多様に存在します。

ハイトゲージやマイクロメーターといった手動の測定器具は精度に優れているものの、複雑な形状を測定するのには向きません。測定できる場所が非常に限られているためです。

一方、非接触型の3Dスキャナーなら人の手が入らないような複雑な形状でも、3Dデータを作成することができます。

ハンディ型の3Dスキャナーならさらに手軽に、必要な3Dデータを素早く入手できるのです。

好きな位置から断面図を作成できる

イスを3Dスキャンしている様子

3Dスキャナーを使って作成した3Dデータは、好きな位置から断面図を作成することができます。

これにより何が可能かというと、部分ごとの厚みなどを正規図面データと比較することで製造後の公差を確認可能です。

厚みは製品の強度を左右する重要な部分なので、製造後にどれくらいの誤差が生じるかによって、図面改訂の必要性などを正しく判断できます。

対象物と離れた位置から測定できる

非接触型の3Dスキャナーであれば、対象物と離れた位置から測定することもできます。

人の立ち入りが難しい部分の測定や、文化財など欠損により甚大な被害が生まれるリスクのある対象物のスキャンに最適です。

また、広範囲な測定も可能なので建築物など大きな対象物の3Dデータを短時間で作成することもできます。

スキャンして取得したイスの3Dデータ

リバースエンジニアリングができる

リバースエンジニアリングとは、既存製品を3Dデータとして図面起こしし、設計や欠損確認などに活用することです。

また、自社製品と他社製品を細かく比較したい際に、3Dスキャナーを利用すれば本来は入手できない3Dデータを短時間で作成できます。

3Dスキャナーのデメリット

 3Dスキャナーにはデメリットもあります。メリット・デメリットを等しく認識することで、費用対効果の高い3Dスキャナー利用を目指しましょう。

高精度なデータ取得が難しい

3Dスキャナーの技術は日々進歩していますが、接触型の測定器具などに比べると細かい部分における高精度なデータ取得は難しいのが実情です。

たとえば、スキャン対象物に開いているネジ穴の径を正確に反映したい場合は、3Dスキャナーを使って3Dデータ化した後にノギスを使って手動で測定する必要があります。

非接触型の測定器具に近い精度で3Dデータを作成したい場合は、門型三次元測定機など非常に高価な機器を必要とします。

特定箇所だけを測定するのが難しい

3Dスキャナーは測定したい特定箇所をピンポイントで測定するのには不向きです。

しかし、プルーブを用いて、3Dスキャナーで測定すれば、ピンポイント測定が可能です。なので、3Dスキャナーを用いて特定箇所を測定する場合はプローブを利用しましょう。

取得したデータの後処理に時間がかかる

3Dスキャナーを使って取得した3Dデータには処理が必要です。用途によってどのような3Dデータを用意すべきかが変わるため、その後処理に時間がかかります。

対象物をスキャンしたら自動的に3Dデータが完成すると考えてしまうと、導入後に困惑する可能性があるので注意してください。

測定できない対象物がある

対象物が次のような素材である場合、3Dスキャナーによって測定できない可能性があります。

  • 黒いもの
  • 透明のもの
  • 光沢があるもの
  • 鏡面的なもの

3Dスキャナーはセンサーを当てたり、レーザーの光を照射したりすることで対象物のX軸(高さ)・Y軸(横幅)・Z軸(奥行き)といったデータを取得します。

対象物の表面に上記のような素材が使われていると、それらのデータを正しく得ることが難しいのです。

そのため対象物に粉末スプレーを吹きかけるか、あらゆる素材に対応した3Dスキャナーを利用する必要があります。

ただし、一部の3Dスキャナーは粉末スプレーなしでも測定可能です。たとえばSCANTECHの「TRACKSCAN」なら、透明な素材以外であれば粉末スプレーを使用せずに測定できます。

SCANTECHなら高精度なスキャンが可能

3Dスキャナーには等しくメリット・デメリットがあります。

SCANTECHが提供する高精度な3Dスキャナーならデメリットを最小限に、そしてメリットを最大限に3Dデータを取得することが可能です。

ここでは、SCANTECHのおすすめ3Dスキャナー3製品をご紹介します。

1.TRACKSCAN

<基本スペック>

項目 詳細
レーザー本数 42本
精度 0.025mm
最大スキャン速度 1,900,000点/秒
最大スキャン幅 500 mm × 600 mm
レーザーの種類 Class II
最大解像度 0.020 mm
出力形式 pj3, asc, igs, txt, mk2, umk, stl, ply, obj
PCスペック CPU:i7-8750H以上、RAM:32GB以上(64GB推奨)GPU:NVIDIA GTX1050Ti(4GB)以上 (AMD社GPUは対応しておりません)

従来の3Dスキャナーは、対象物にマーカーと呼ばれる特殊なシールを貼ることで精度の高い3Dデータを取得していました。一方、TRACKSCANはマーカーレスでも高精度な3Dデータを取得できるハンディ型の3Dスキャナーです。

また、M-Track光学式トラッカーを使用することで測定範囲を最大約16mまで拡張でき、自動車のような大型対象物でも精度の高い3Dデータ化ができます。強力な干渉防止機能により、直射日光や熱変動による干渉に抵抗し、あらゆる環境下でも計測可能です。

さまざまな対象物・環境下に対応した3Dスキャナーなので、特定の用途ではなくあらゆる用途で活用したいという企業におすすめです。

 

2.KSCAN-MAGIC

<基本スペック>

項目 詳細
レーザー本数 41本
精度 0.020 mm
最大スキャン速度 1,350,000 点/秒
最大スキャン幅 1440 mm × 860 mm
レーザーの種類 Class II
最大解像度 0.010 mm
出力形式 pj3, asc, igs, txt, mk2, umk, stl, ply, obj
PCスペック CPU:i7-8750H以上、RAM:32GB以上(64GB推奨)GPU:NVIDIA GTX1050Ti(4GB)以上 (AMD社GPUは対応しておりません)

KSCAN-MAGICは、SCANTECHが提供するKSCANシリーズの工業用ハンディ型3Dスキャナーです。

TRACKSCANよりも小型な3Dスキャナーでありながら、レーザー本数は41本あり、より高い精度を実現しています。フィギュアなどのディテールが細かい対象物のスキャンも得意としているので、さまざまなシーンでご活用いただけます。

持ち運びに便利かつ高精度な3Dデータを取得したい方におすすめです。

3.SIMSCAN

基本スペック

項目 詳細
レーザー本数 30本
精度 0.020 mm
最大スキャン速度 2,020,000 点 / 秒
最大スキャン幅 410 mm x 400 mm
レーザーの種類 Class II
最大解像度 0.025 mm
出力形式 pj3, asc, igs, txt, mk2, umk, stl, ply, obj
PCスペック CPU:Intel Xeon W-10885M @ 2.40GH / GPC : NVIDIA Quadro RTX 3000 , Independent 6(NVIDIAのみ対応)
本体サイズ 203 mm x 80 mm x 44 mm
本体重量 570 g

SIMSCANは、KSCAN-MAGICよりもさらに小型なハンディ型3Dスキャナーであり、重量はわずか570gと女性でも手軽に取り扱えるのが特徴です。

携帯性に優れているため、工業目的だけでなく自社商品の3Dコンテンツを大量に作成したいECサイト運営企業にもおすすめできます。

また、表面に光沢のある対象物でも粉末スプレーなしでスキャンできるため、工数を削減しながら対象物も保護できます。

3Dスキャナーの精度に関するQ&A

最後に、3Dスキャナーの精度に関するQ&Aをご紹介します。

Q. 対象物の大きさが異なっても精度は同じですか?

3Dスキャナーの精度は、対象物の大きさが異なると変化することがあります。例えば、対象物のサイズが大きい場合は累積誤差が大きくなるため、精度が落ちる場合があります。詳しくはお問い合わせフォームへご連絡ください。

Q. スキャンは安全に行えますか?

SCANTECHの3Dスキャナーは、レーザー製品の安全基準における「CLASS Ⅱ」に準拠しているため、安全にご利用いただけます。

Q. スキャンにかかる時間はどれくらいですか?

スキャン対象物の大きさやスキャンする時間、使用するパソコンのスペックによってデータ変換にかかる時間が異なります。

まとめ

いかがでしょうか?本記事では3Dスキャナーの精度の基本と、3Dスキャナーのメリット・デメリットについてご紹介しました。

3Dスキャナーの精度について解説しましたが、3Dスキャナーの良し悪しは精度だけでは決まりません。その他、解像度やスキャン速度、3Dデータ処理に使用するアプリケーションなどにも注目する必要があります。

3Dスキャナーを検討する際は、精度以外のさまざまな項目に注目しながら各製品を比較していきましょう。