[Essai] Test du Creaform MetraSCAN 750, un scanner 3D industriel haute-performance

Par le 06/17/2016 dans Scanners 3D, Test
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Note : les commentaires et opinions exprimés dans cet article sont le résultat de notre expérience (limitée !) avec le produit. Comme toujours nous essayons de donner un maximum d’éléments de contexte pour expliquer comment nous avons pu tester ce produit. Nous nous efforçons d’être aussi objectifs que possible et n’avons reçu aucun paiement ou avantage d’aucune sorte pour écrire cet article. Creaform nous a invité à tester le MetraSCAN 750 dans leur bureau de Tokyo.

Marque Creaform
Modèle MetraSCAN 750
Prix > 50000‚ā¨
Note 5/5

Introduction

Creaform est une soci√©t√© qui existe depuis 2002, cr√©√©e √† l’origine comme un bureau d’√©tudes qui proposait des services de retro ing√©nierie et de scan 3D. Leur premier produit est un scanner 3D portable baptis√© le HandySCAN qui sera pr√©sent√© en 2005. Il est √† l’√©poque vendu avec un logiciel appel√© VXscan. Creaform est pr√©sente partout dans le monde, et son si√®ge est situ√© √† c√īt√© de Qu√©bec City au Canada.

La mission de¬†Creaform¬†est de d√©velopper et produire des solutions de scanning 3D et de mesure destin√©es aux professionnels. Gr√Ęce √† son expertise et √† son large portfolio de produits, Creaform accompagne ses clients pour cr√©er, simuler, v√©rifier et collaborer en 3D.

Le 29 Octobre 2013 –¬†AMETEK, Inc. (NYSE: AME) annonce le rachat de Creaform pour environ 120 millions de dollars. En 2013,¬†Creaform avait un CA annuel d’environ 52 millions de dollars.

La gamme de scanners 3D industriels portables Creaform est constituée de 4 produits différents. Le HandySCAN, le HandyPROBE, le MetraSCAN et le MaxSHOT.

Creaform propose une gamme entiere de scanners 3D portables.

Creaform propose une gamme complète de scanners 3D portables.

Les scanners 3D Creaform sont adaptés à des cas d'usage spécifiques en fonction de la taille des pièces à scanner en 3D.

Les scanners 3D Creaform sont adapt√©s √† des cas d’usage sp√©cifiques en fonction de la taille des pi√®ces √† scanner en 3D.

Creaform propose aussi des scanners 3D portables plus abordables avec la gamme Go!SCAN constitué du Go!SCAN 50 et du Go!Scan 20.

Aujourd’hui, nous r√©alisons un essai de la¬†solution de scan 3D¬†portable¬†la plus puissante et performante de chez Creaform, le¬†MetraSCAN 750. Le¬†MetraSCAN 750 est un capteur de mesure optique¬†(Optical CMM, acronyme pour Coordinate Measuring Machine). Ce scanner 3D¬†fait partie d’un syst√®me complet modulable qui inclut le capteur C-Track.

 

A la découverte du Creaform MetraSCAN 750 dans les locaux Creaform РAMETEK de Tokyo, Japon

Nous avons √©t√© invit√©s par les √©quipes de Creaform de Tokyo √† visiter leurs locaux, avec l’opportunit√© de pouvoir tester nous m√™mes les derni√®res versions de leurs scanners 3D portables les plus connus : le¬†MetraSCAN 750, le¬†HandySCAN 700 et¬†le Go!SCAN 50. Cet essai et article se focalise sur le mod√®le le plus r√©cent et performant de la gamme, le MetraSCAN 750.

The full setup of the Creaform MetraSCAN 750 solution.

L’installation compl√®te du¬†Creaform MetraSCAN 750.

Le¬†Creaform MetraSCAN 750 est une solution compl√®te de scan 3D de pr√©cision. Elle est constitu√©e de plusieurs √©l√©ments, et la configuration minimale inclut¬†le¬†C-Track (gros capteur horizontal dans le coin de la pi√®ce), le C-Track Controller (le boitier noir sur la chaise) et le MetraSCAN 750 lui-m√™me (le scanner 3D portable pos√© sur la table). Le syst√®me peut √™tre configur√© en ajoutant¬†le capteur HandyPROBE (√©galement visible sur la table). La barre verticale tenue par l’op√©rateur est la r√©f√©rence qui permet de calibrer le¬†C-Track.

Close up of the C-Track sensor.

Le capteur C-Track.

Le capteur¬†C-Track est utilis√© par le syst√®me afin de positionner en 3D le MetraSCAN ou la HandyPROBE.¬†Il est √©galement capable de donner en temps r√©el la position 3D de la pi√®ce dans l’espace, lorsque celle-ci est √©quip√©e de marqueurs (le cas d’usage recommand√©).

Close up of the C-Track controller.

Le C-Track Controller.

Cet appareil est appel√© le¬†C-Track Controller.¬†Il s’agit d’un ordinateur industriel qui permet de synchroniser tous les diff√©rents √©l√©ments de la solution de mesure 3D, dont le C-Track, HandyPROBE et MetraSCAN font partie. Il est assez lourd mais tr√®s silencieux.

Close up of the MetraSCAN 750.

Le MetraSCAN 750.

Le¬†MetraSCAN 750 est le¬†capteur optique au coeur de syst√®me de mesure. Au centre du produit est positionn√©e la poign√©e de prise en main. Celle-ci est entour√©e d’une structure en cage qui supporte les reflecteurs optiques, utilis√©s par le C-Track pour localiser le MetraSCAN. Le MetraSCAN 750 utilise la technologie de scan 3D par triangulation laser. Au-dessus de la poign√©e se trouvent plusieurs boutons multi-fonctions tr√®s pratiques, qui permettent d’effectuer les actions suivantes :

1/ Lancer les commandes Smart Control (une interface qui contient les principales fonctions de scan 3D du logiciel).

2/ Piloter l’affichage en¬†3D sur le logiciel, baptis√© 3D Display Control. Cela permet d’utiliser le MetraSCAN comme une souris 3D (un peu comme une manette de Nintendo Wii). Cela peut sembler un gadget mais en r√©alit√© cette capacit√© est extr√™mement pratique puisque l’op√©rateur peut ainsi manipuler son mod√®le 3D sans l√Ęcher le capteur, ce qui permet de gagner un temps pr√©cieux et de naviguer intuitivement dans le r√©sultat d’un scan 3D.

Les principales évolutions du Creaform MetraSCAN 750 par rapport à son prédecesseur :

  • 1.5x plus pr√©cis
  • 12x plus rapide avec 7 croix laser
  • 25% plus l√©ger (1.38kg)
  • Scan en 3D de tout type de mat√©riau, y compris noir, blanc, multi-couleur et surfaces r√©fl√©chissantes
  • Grand volume de mesure de¬†16.6 m3
  • Design renforc√©
  • Boutons multi-function pour des interactions intuitives avec le logiciel

Le¬†Creaform MetraSCAN est disponible dans une version moins ch√®re qui s’appelle le¬†MetraSCAN 350. Celui-ci est plus lent et ne propose que 3 croix laser (contre 7 plus un faisceau laser pour le MetraSCAN 750).

Close up of the HandyPROBE. It can be comfortably held two different ways.

Zoom sur la HandyPROBE. Elle peut être confortablement tenue en main de deux façons différentes.

La¬†HandyPROBE est un capteur de mesure additionnel qui fonctionne par contact. Il est possible d’acheter uniquement une combinaison¬†HandyPROBE et syt√®me¬†C-Track system, ou d’acqu√©rir la¬†HandyPROBE et compl√©ment d’un¬†MetraSCAN.

La¬†HandyPROBE permet d’effectuer des mesures de grande pr√©cision. Le capteur p√®se seulement 0.5 kg et se tient facilement en main (voir photo ci-dessus). Le MetraSCAN et la¬†HandyPROBE ont tous deux re√ßu un Red Dot Design award en 2016 pour la qualit√© de leur design.

Synthèse des caractéristiques du Creaform MetraSCAN 750

  • Packaging

Le¬†Creaform MetraSCAN et le C-Track sont emball√©s dans des valises de transport rigides,¬†en¬†plastique r√©sistant tr√®s solide. A l’int√©rieur, elles sont √©quip√©es de mousse protectrice √©paisse.

The C-Track transport case.

La valise de transport du C-Track.

The MetraSCAN 750 transport case.

La valise de transport du MetraSCAN 750.

  • Processus de calibration

Ces scanners 3D¬†industriels requi√®rent un processus de calibration sp√©cifique. Celui-ci est assez long et en plusieurs √©tapes, mais pour les utilisateurs de¬†scanners 3D (y compris mat√©riel de bureau √† lumi√®re structur√©e) rien d’inhabituel.

Calibration of the C-Track.

Calibration du C-Track.

Le premier √©l√©ment √† calibrer est le¬†C-Track. Ce process s’effectue gr√Ęce √† la grande barre verticale tenue par l’op√©rateur.

Calibration of the C-Track with the MetraSCAN 750.

Calibration du C-Track avec MetraSCAN 750.

Dans une seconde √©tape, le¬†C-Track doit √™tre calibr√© directement avec le MetraSCAN 750. Le processus s’apparente un peu √† un jeu vid√©o, et le capteur doit √™tre positionn√© et orient√© √† plusieurs endroits de la zone de scan 3D (de 16.6 m3¬†maximum).

Calibration of the MetraSCAN 750.

Calibration of the MetraSCAN 750.

Enfin, le capteur MetraSCAN 750 lui-m√™me doit √™tre calibr√©, un processus qui s’effectue gr√Ęce √† un plateau √©clair√© par marqueurs LED.

Chaque étape de calibration (3 au total) prend environ 5 minutes.

Essai du Creaform MetraSCAN 750

The MetraSCAN 750 in hand.

Le MetraSCAN 750 se prend facilement en main.

Pour cette prise en main de leur matériel, les équipes de Creaform ont effectué sous nos yeux les différentes étapes nécessaires à la calibration du système. Nous avons ensuite essayé nous mêmes le MetraSCAN 750 et réalisé plusieurs scans 3D sur différents objets.

Le¬†MetraSCAN 750 est un produit solide tr√®s bien fini. Pour un produit industriel, son design est tr√®s r√©ussi et sa prise en main facile. Avec un poids de 1.38 kg il est confortable √† manipuler √† une main par sa poign√©e. La poign√©e est cependant adapt√©e aux grandes mains et il est conseill√© de le tenir pr√®s du corps pour √©viter au bras de fatiguer apr√®s une longue p√©riode d’utilisation. Les boutons multi-fonction sont accessibles avec¬†le pouce, mais les manipuler requiert de rel√Ęcher la¬†main qui tient la poign√©e, une manipulation qui n’est possible que si on tient le capteur avec son autre main. Il existe d’ailleurs une petite tige sous le MetraSCAN sp√©cialement con√ßue pour faciliter¬†ces interactions bi-manuelles.

La structure en forme de cage qui entoure la poign√©e¬†supporte¬†les reflecteurs¬†utilis√©s pour le tracking du MetraSCAN par le C-Track et il ne faut pas l’utiliser sous peine de la d√©former, m√™me tr√®s l√©g√©rement, ce qui nuirait √† la pr√©cision du syst√®me.

 

  • Cas d’usage de r√©tro-ing√©nierie

Pour notre premier test, les √©quipes de Creaform ont pr√©par√© une grosse pi√®ce √† scanner en 3D. Celle-ci a √©t√© √©quip√©e de plusieurs marqueurs sur sa surface. Il est possible d’utiliser le MetraSCAN sans ces marqueurs mais la performance est alors d√©grad√©e, et certains modes du T-Track ne sont plus disponibles, notamment la capacit√© √† repositionner la pi√®ce en cours de scan 3D.

Cette pi√®ce metallique de grandes dimensions fait partie d’une jonction transmission-embrayage de Ford. Nous avons pu r√©aliser son scan 3D complet, et pu comparer dans le logiciel VXElements le r√©sultat avec le fichier de CAO original.

Clutch and transmission housing side by side with the CAD model.

Pi√®ce de transmission et embrayage √† c√īt√© de son fichier CAO.

Apr√®s avoir r√©alis√© le scan 3D complet de la pi√®ce, le logiciel Creaform VXElements peut utiliser une fonction sp√©cifique qui mesure les d√©viations entre la r√©f√©rence (le fichier 3D CAO) et la pi√®ce r√©elle (le scan 3D).¬†Le logiciel du¬†MetraSCAN est capable de produire en temps r√©el un maillage 3D tr√®s pr√©cis. Les scans 3D sont automatiquement fusionn√©s entre eux. M√™me en cas de pause dans le processus de scan 3D ou lorsque la pi√®ce est d√©plac√©e (pour atteindre une partie difficile par exemple) le logiciel recalcule tout seul les transformations a appliquer et reprend directement la cr√©ation du fichier 3D l√† o√Ļ il avait √©t√© interrompu. Le logiciel est √©galement capable de raffiner un mod√®le 3D progressivement lorsque l’op√©rateur insiste sur une zone complexe.

Measuring the offset between the CAD model and the real part inside VXElements software.

Calcul de d√©viation entre mod√®le 3D CAO et scan 3D √† l’int√©rieur du logiciel Creaform VXElements.

Le MetraSCAN 750 peut fonctionner selon deux modes diff√©rents appel√©s ¬ę¬†cross grid¬†¬Ľ et ¬ę¬†single beam¬†¬Ľ. Les rayons lasers visibles √† l’oeil sont en r√©alit√© un seul point d√©plac√© tr√®s vite, ce qui cr√©ee une ligne par persistence r√©tinienne. Le MetraSCAN 750 dispose de 7 croix laser¬†simultan√©ment, le MetraSCAN 350 de 3 seulement.

Le mode ¬ę¬†cross¬†grid¬†¬Ľ permet de capturer rapidement la g√©om√©trie 3D de l’objet √† scanner en 3D. Le mode ¬ę¬†single beam¬†¬Ľ qui projette un unique faisceau laser est lui utilis√© pour le scan 3D de grande pr√©cision, avec sa capacit√© √† aller acqu√©rir les donn√©es des endroits les plus complexes, tels que des¬†failles¬†ou cavit√©s.

The MetraSCAN 750 in use, with the 7 laser crosses mode.

Le¬†MetraSCAN 750 en cours d’utilisation, avec les 7 croix laser activ√©es.

 

Le¬†MetraSCAN se connecte √† un ordinateur via un port USB 3, avec¬†un adaptateur Ethernet – USB 3 fourni par Creaform. L’ordinateur portable utilis√© lors de ce test est un mod√®le g√©n√©ralement fourni par Creaform √† ses clients. Il s’agit d’une machine performante √©quip√©e de Windows 7 OS 64 bits, 32 Gb de¬†RAM et une carte graphique haut de gamme¬†Nvidia Quadro K1100M. Windows 10 n’est pas encore officiellement support√© par Creaform mais plusieurs de leurs clients l’utilisent d’ores et d√©j√† avec succ√®s.

The specific Ethernet to USB 3 adapter.

L’adaptateur Ethernet – USB 3 Creaform.

  • Cas d’usage de scan 3D avanc√©s

Apr√®s le cas d’usage en r√©tro-ing√©nierie, nous avons voulu¬†pousser le MetraSCAN 750 dans ses retranchements, avec deux scans 3D extr√™mement complexes.

Le premier a √©t√© effectu√© avec une chaise √† pieds en aluminium. En utilisant le mode des 7 croix laser, l’op√©rateur a pu r√©aliser un scan 3D de cette structure fine, r√©fl√©chissante et ¬ę¬†flottante¬†¬Ľ sans soucis. Pour les habitu√©s du scan 3D, c’est vraiment une prouesse impressionnante.

3D scanning thin and reflective material with the MetraSCAN 750.

Le MetraSCAN 750 est capable de scanner en 3D les matériaux réflechissants.

Nous avons ensuite pu tester un autre cas complexe, la capture de deux objets aux propriétés physiques très différentes. La boite noire est mate et légèrement rugueuse, tandis que la souris blanche est lisse et réfléchissante.

Performance in very demanding scenario, 3D scanning black and white reflective objects.

La performance du MetaSCAN reste optimale, même dans les situations les plus complexes, ici avec deux objets de petites dimensions très compliqués à scanner en 3D.

Les r√©sultats sont une fois de plus impressionnant. Sans aucune pr√©paration sp√©cifique, le mesh g√©n√©r√© est dense et d√©taill√©, ce qui a √©t√© rendu possible par l’utilisation d’un mode HDR dans VXElements. Celui-ci permet de faire varier les param√®tres d’√©clairage du capteur (un peu comme l’ISO d’un appareil photo). En manipulant deux valeurs il devient possible d’optimiser simultan√©ment la capture d’objets blancs et noirs.

Performance in very demanding scenario, 3D scanning black and white reflective objects. The result is amazing.

La performance du MetraSCAN 750 reste optimale, m√™me dans les cas d’utilisation les plus exigeants.

 

Conclusion

L’avis d’Aniwaa : 5/5

Le¬†MetraSCAN 750 est un syst√®me complet de scan 3D con√ßu pour des cas d’usage industriels vari√©s. C’est la premi√®re fois que nous testons un scanner 3D aussi performant. L’exp√©rience utilisateur du Creaform MetraSCAN 750 est excellente, avec un logiciel rapide et un capteur portable ergonomique.¬†Nous avons particuli√®rement appr√©ci√© les boutons multi-fonctions qui permettent des interactions naturelles en 3D, et donnent l’impression de manipuler le MetraSCAN comme une manette de Wii. La calibration du syst√®me complet est chronophage mais reste dans les standards raisonnables des¬†scanners 3D du march√©. Une fois le syst√®me install√© dans un environnement sp√©cifique (cha√ģne de montage, atelier…) celui-ci ne n√©cessite pas d’√™tre recalibr√©.

En ce qui concerne les performances de scan 3D √† proprement parler, le¬†MetraSCAN 750 est tout simplement notre nouvel standard de comparaison, de loin¬†la machine la plus pr√©cise et flexible que nous ayons pu tester. Il est excellent pour tous les cas d’usage. Il reste cependant tr√®s encombrant (le syst√®me complet) et tr√®s cher, ce qui le cantonne¬†√† une utilisation industrielle.

 

Nous réalisons des tests de scanners 3D, imprimantes 3D et filaments 3D nous mêmes depuis notre laboratoire de Tokyo. N’hésitez pas à nous contacter si vous souhaitez que nous réalisions un essai de votre produit !

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