３Dスキャナの導入をお考えの方へ「そもそも3Dスキャナで何ができる？」
はじめに
近年、製造業を中心に3Dスキャナの活用が広がり、品質管理や設計、リバースエンジニアリングなど、さまざまな現場で導入が進んでいます。
一方で、「3Dスキャナとはどのような装置なのか」「何ができるのか」「自社の業務にも活用できるのだろうか」と疑問をお持ちの方も多いのではないでしょうか。
本記事は、
- 3Dスキャナについて初めて知る方
- 導入を検討している企業の担当者
- 社内で3Dスキャナのメリットを説明したい方
に向けて、3Dスキャナの基礎知識や導入によって何が変わるのか、代表的な活用シーンについて分かりやすく解説します。
本シリーズでは、3Dスキャナの種類や特徴をはじめ、用途に応じた機種選びのポイントなど、導入を検討する際に役立つ情報を順次ご紹介していきます。
第1回では、「そもそも3Dスキャナとは何か」「導入すると何が変わるのか」「どのような場面で活用されているのか」といった基本的な内容について解説します。
3Dスキャナとは？
3Dスキャナとは、対象物の形状を3次元のデジタルデータとして取得する計測機器です。
現在、製造業ではレーザーや光を用いて非接触で計測する光学式3Dスキャナが広く利用されています。
取得したデータは「点群データ」と呼ばれる多数の点の集合として記録されます。用途に応じてソフトウェア上で表面形状を持つ「ポリゴンデータ（メッシュデータ）」へ変換することで、さまざまな用途に活用できます。
従来のように寸法を一点ずつ測定するのではなく、形状全体を比較的短時間で取得できるため、製品開発や品質管理、リバースエンジニアリングなど、さまざまな分野で活用されています。
3Dスキャナ導入で何が変わる？
従来の測定方法
ノギスやマイクロメータによる手測定、三次元測定機（CMM）による点測定では、測定箇所を一つひとつ確認する必要があり、複雑な形状では多くの時間と工数がかかります。
一方で、三次元測定機（CMM）は非常に高い測定精度を持ち、精密な寸法検査が求められる場面では現在でも広く利用されています。
3Dスキャナによる計測
3Dスキャナでは、対象物の表面を広範囲に計測し、形状全体を3Dデータとして取得できます。
従来の点測定とは異なり、製品全体の形状を把握できるため、複雑な形状でも効率よく測定・評価を行うことが可能です。
例えば、
- 試作品の寸法確認
- CADデータとの比較検査
- 図面のない部品のデジタルデータ化
など、従来よりも効率的に作業を進めることができます。
ただし、光学式3Dスキャナは、一般的にCMMほどの測定精度を目的とした機器ではありません。
そのため、要求精度や用途に応じて、CMMと3Dスキャナを使い分けたり、組み合わせて活用したりすることが重要です。
代表的な活用事例
品質管理・寸法検査
スキャンした3DデータをCADデータと重ね合わせることで、寸法誤差を色分けした「カラーマップ」で表示できます。
どの部分が設計値からどれだけズレているかを視覚的に確認できるため、試作品の評価や量産品の品質管理に広く活用されています。
リバースエンジニアリング
図面が残っていない古い部品や生産終了部品でも、3Dスキャンによって形状をデジタルデータ化できます。
取得したデータをもとにCADモデルを作成することで、部品の再設計や修理部品の製作、設計資産のデジタル化に役立ちます。
3Dプリンタ・設計・CG制作
取得した3Dデータは、さまざまな用途に利用できます。
- 3Dプリンタ用データの作成
- CADモデル作成への活用
- 治具・金型設計
- CG・VRコンテンツ制作
- 文化財や製品のデジタルアーカイブ
取得した3Dデータは、用途に応じて編集・加工することで、3Dプリンタによる造形やCAD設計、検査など、さまざまな工程で活用できます。
まとめ
3Dスキャナは、対象物の形状を3次元のデジタルデータとして取得し、品質管理や設計、リバースエンジニアリングなど、ものづくりのさまざまな場面で活用されている計測機器です。
従来の測定方法では把握しにくかった形状全体を可視化し、効率的にデータを取得できることは、3Dスキャナの大きな特長といえるでしょう。
一方で、3Dスキャナは万能な技術ではありません。
対象物の材質や形状、求められる精度によっては測定が難しいケースや、取得したデータを活用するために追加のデータ処理が必要になるケースもあります。
そのため、導入を成功させるには、用途や対象物に適した機種を選定することが重要です。
次回は、「3Dスキャナの種類と特徴」をテーマに、ハンディ型や据置型などの違いや、それぞれの得意分野について解説します。
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