3Dスキャナーとは?仕組みや種類・活用シーンを解説

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2024/05/05

3Dスキャナーとは?仕組みや種類・活用シーンを解説


 
3Dスキャナーは、近年急速に注目を集めている技術です。
今回は、3Dスキャナーの仕組みや種類、活用シーンについて解説します。
立体物の形状を正確に捉えるこの技術は、製造業から医療、文化遺産の保存まで幅広い分野で活躍しています。
最新技術に注目している方は最後までご覧ください。

3Dスキャナーは、物体や空間の表面を走査してその形状を計測し、3次元のデジタルモデルを生成する装置です。
仕組みは、さまざまな種類のセンサー技術や計測原理に基づいています。
 
例えば、レーザースキャナーは、物体表面にレーザー光を照射し、反射された光の時間や角度の変化から距離を計測します。
非常に高い精度で物体の形状を捉えることができます。

3Dスキャナーの種類

3Dスキャナーには、次の種類があります。

接触式

接触式3Dスキャナーは、主にアーム式とCMMという2つのタイプに分類されます。
アーム式3Dスキャナーは、センサーかプローブがついた可動式のアームを操作して対象物に接触させることで、三次元座標を測定します。
例えば、自動車や航空機の製造業で、複雑な形状や部品の寸法を測定する際に利用されています。
 
一方、CMMはセンサーまたはプローブが取り付けられたアームを対象物に接触させることで測定します。
アームは固定式です。非常に高い精度で測定が可能であり、製造業や品質管理の分野で広く使われています。

非接触式

非接触式の3Dスキャナーは、対象物の形状や表面を接触せずに捉えるための技術です。
この方式には、主に「据え置きタイプ」と「ハンディータイプ」の2種類があります。
 
据え置きタイプの3Dスキャナーは、対象物を定点でスキャンする方式です。
例えば、映画やゲーム制作において、俳優や背景のモーションキャプチャに使用されることがあります。
 
ハンディータイプの3Dスキャナーは、持ち運び可能な機器であり、レーザーで対象物の表面をスキャンします。
一般的に、製品設計や品質管理、建築現場などで使用され、物体の形状や寸法を素早く測定することができます。
 
3Dスキャナーは対象物の形状を捉えるために複数回のスキャンが必要です。
これらのデータを組み合わせるには位置合わせが不可欠で、一般的には「マーカー位置合わせ方式」と「形状位置合わせ方式」の2つがあります。
マーカー位置合わせでは対象物にマーカーシールを使い、形状位置合わせでは共通の形状を見つけて組み合わせます。
 
マーカーを貼り付けられない対象物には、形状位置合わせ方式が適しています。

3Dスキャナーの活用事例

3Dスキャナーは、次のようにさまざまな業界で活用されています。

製造業

製造業では、自動車や航空機などの部品製造において、3Dスキャナーが欠かせません。
例えば、エンジン部品や航空機のフラップなど、高い精度が求められる部品は、正確な形状と寸法が重要です。
そこで、3Dスキャナーを使用して部品の表面をスキャンし、デジタルモデルを作成することで、設計段階から製造段階までのプロセスを効率化し、製品の品質を向上させることができます。
また、部品の寸法や形状にわずかな変化があった場合でも、3Dスキャナーを使用してスキャンし、データを比較することで、問題を早期に検出し修正することが可能です。

医療

3Dスキャナーは患者の体表面や内部の形状をスキャンし、カスタムフィットの医療機器やプロテーゼを製作するのに役立てられています。
例えば、義肢や歯科インプラントなど、患者の個別の形態に合わせた製品の製作が可能になります。
さらに、外科手術の前に患者の解剖構造を正確に把握するためのシミュレーションや、解剖学の研究にも3Dスキャナーが利用されています。

文化遺産の保存

美術品や歴史的建造物などの文化遺産を3Dスキャンすることで、その保存や再現に役立てられます。
貴重な文化財をデジタル化することで、将来の世代にもその価値を伝えることができます。

AR/VRコンテンツ制作

3Dスキャナーを使用して人物や物体をスキャンし、そのデータを元にAR(拡張現実)やVR(仮想現実)コンテンツを制作することが可能です。
これにより、コンテンツにおける体験のリアルさが向上します。

地図作成

地形や建物の形状を正確に捉えるために、3Dスキャナーが地図作成に活用されます。
航空機やドローンを使用して大規模な領域をスキャンし、地形データや建築物の立体モデルを作成できます。

まとめ

3Dスキャナーは、製造業から医療、文化遺産の保存まで、幅広い分野で活用されています。
3Dスキャナーの導入を検討する際は、種類を選択したうえで、具体的な製品を選ぶ必要があります。
ヤマイチテクノでは、用途に応じて最適な3Dスキャナーをご提案しておりますので、お気軽にご相談ください。

この記事の監修者

1989年入社以来、長年のCADシステムの営業経験を活かし現在3Dレーザースキャナーを中心に営業展開。東日本を担当する。

3Dレーザースキャナーの
販売・レンタル・計測業務受託

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