L'application du balayage laser
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2018-08-28 17:29:17
Dans l'arpentage moderne, le sens général du balayage laser est la déviation contrôlée des faisceaux laser, visibles ou invisibles.
Dans le domaine de Balayage d'objets 3D, balayage laser (également connu sous le nom de lidar) combine la direction contrôlée des faisceaux laser avec un télémètre laser. En effectuant une mesure de distance dans toutes les directions, le scanner capture rapidement la forme de la surface des objets, des bâtiments et des paysages. La construction d'un modèle 3D complet implique la combinaison de plusieurs modèles de surface obtenus à partir de différents angles de vue, ou le mélange d'autres contraintes connues. De petits objets peuvent être placés sur un socle tournant, dans une technique proche de la photogrammétrie.
Applications
Balayage d'objets 3D
La numérisation d'objets 3D permet d'améliorer le processus de conception, d'accélérer et de réduire les erreurs de collecte de données, d'économiser du temps et de l'argent, ce qui en fait une alternative attrayante aux techniques traditionnelles de collecte de données. La numérisation 3D est également utilisée pour la cartographie mobile, l'arpentage, l'analyse des bâtiments et des bâtiments, ainsi que pour l'archéologie.
Le traitement des matériaux
En fonction de la puissance du laser, son influence sur une pièce de travail diffère: des valeurs de puissance inférieures sont utilisées pour la gravure au laser et l’ablation au laser, lorsque le matériau enlève partiellement le matériau. Avec des puissances plus élevées, le matériau devient fluide et le soudage au laser peut être réalisé, ou si la puissance est suffisamment élevée pour éliminer complètement le matériau, une découpe au laser peut être effectuée. Les lasers modernes peuvent couper des blocs d'acier d'une épaisseur de 10 cm ou plus, ou encore enlever une couche de cornée d'une épaisseur de quelques micromètres.
La capacité des lasers à durcir les polymères liquides, conjointement avec les scanners laser, est utilisée dans le prototypage rapide, la capacité à faire fondre les polymères et les métaux est, avec les scanners laser, de produire des pièces par frittage laser ou par fusion laser.
Le principe utilisé pour toutes ces applications est le même: un logiciel qui fonctionne sur un PC ou un système embarqué et qui contrôle l'ensemble du processus est connecté à une carte scanner. Cette carte convertit les données vectorielles reçues en informations de mouvement qui sont envoyées à la tête de balayage. Cette tête de balayage est constituée de deux miroirs capables de dévier le faisceau laser à un niveau (coordonnées X et Y). La troisième dimension est, si nécessaire, réalisée par une optique spécifique capable de déplacer le point focal du laser dans le sens de la profondeur (axe Z).
La numérisation de la mise au point laser dans la troisième dimension spatiale est nécessaire pour certaines applications spéciales telles que le traçage laser de surfaces courbes ou pour le marquage dans le verre où le laser doit influencer le matériau à des endroits spécifiques de celui-ci. Pour ces cas, il est important que le laser ait un point focal aussi petit que possible.
Pour des applications de numérisation laser améliorées et / ou un débit de matière élevé pendant la production, des systèmes de numérisation comportant plusieurs têtes de numérisation sont utilisés. Ici, le logiciel doit contrôler ce qui est fait exactement dans une telle application multi-têtes: il est possible que toutes les têtes disponibles marquent les mêmes pour terminer le traitement plus rapidement ou que les têtes marquent un seul travail en parallèle. travail en cas de grandes zones de travail.
Lecteurs de codes barres
De nombreux lecteurs de codes à barres, en particulier ceux capables de lire des codes à barres à une distance de quelques mètres, utilisent des faisceaux laser numérisés. Dans ces appareils, un faisceau laser à semi-conducteur est généralement scanné à l'aide d'un scanner à miroir résonnant. Le miroir est entraîné électromagnétiquement et est constitué d'un polymère revêtu de métal.
Vol spatial
Lorsqu'un transporteur spatial doit accoster à la station spatiale, il doit manœuvrer avec précaution jusqu'à la position correcte. Afin de déterminer sa position relative par rapport à la station spatiale, les scanners laser intégrés à l'avant du transporteur spatial analysent la forme de la station spatiale, puis déterminent, à l'aide d'un ordinateur, les commandes de manœuvre. Des scanners galvanométriques résonnants sont utilisés pour cette application.
Spectacles laser
Les émissions de lumière laser utilisent généralement deux scanners galvanométriques sur une configuration X-Y pour dessiner des motifs ou des images sur des murs, des plafonds ou d'autres surfaces, y compris de la fumée et du brouillard pour le divertissement ou la promotion.[{1}]
Dans le domaine de Balayage d'objets 3D, balayage laser (également connu sous le nom de lidar) combine la direction contrôlée des faisceaux laser avec un télémètre laser. En effectuant une mesure de distance dans toutes les directions, le scanner capture rapidement la forme de la surface des objets, des bâtiments et des paysages. La construction d'un modèle 3D complet implique la combinaison de plusieurs modèles de surface obtenus à partir de différents angles de vue, ou le mélange d'autres contraintes connues. De petits objets peuvent être placés sur un socle tournant, dans une technique proche de la photogrammétrie.
Applications
Balayage d'objets 3D
La numérisation d'objets 3D permet d'améliorer le processus de conception, d'accélérer et de réduire les erreurs de collecte de données, d'économiser du temps et de l'argent, ce qui en fait une alternative attrayante aux techniques traditionnelles de collecte de données. La numérisation 3D est également utilisée pour la cartographie mobile, l'arpentage, l'analyse des bâtiments et des bâtiments, ainsi que pour l'archéologie.
Le traitement des matériaux
En fonction de la puissance du laser, son influence sur une pièce de travail diffère: des valeurs de puissance inférieures sont utilisées pour la gravure au laser et l’ablation au laser, lorsque le matériau enlève partiellement le matériau. Avec des puissances plus élevées, le matériau devient fluide et le soudage au laser peut être réalisé, ou si la puissance est suffisamment élevée pour éliminer complètement le matériau, une découpe au laser peut être effectuée. Les lasers modernes peuvent couper des blocs d'acier d'une épaisseur de 10 cm ou plus, ou encore enlever une couche de cornée d'une épaisseur de quelques micromètres.
La capacité des lasers à durcir les polymères liquides, conjointement avec les scanners laser, est utilisée dans le prototypage rapide, la capacité à faire fondre les polymères et les métaux est, avec les scanners laser, de produire des pièces par frittage laser ou par fusion laser.
Le principe utilisé pour toutes ces applications est le même: un logiciel qui fonctionne sur un PC ou un système embarqué et qui contrôle l'ensemble du processus est connecté à une carte scanner. Cette carte convertit les données vectorielles reçues en informations de mouvement qui sont envoyées à la tête de balayage. Cette tête de balayage est constituée de deux miroirs capables de dévier le faisceau laser à un niveau (coordonnées X et Y). La troisième dimension est, si nécessaire, réalisée par une optique spécifique capable de déplacer le point focal du laser dans le sens de la profondeur (axe Z).
La numérisation de la mise au point laser dans la troisième dimension spatiale est nécessaire pour certaines applications spéciales telles que le traçage laser de surfaces courbes ou pour le marquage dans le verre où le laser doit influencer le matériau à des endroits spécifiques de celui-ci. Pour ces cas, il est important que le laser ait un point focal aussi petit que possible.
Pour des applications de numérisation laser améliorées et / ou un débit de matière élevé pendant la production, des systèmes de numérisation comportant plusieurs têtes de numérisation sont utilisés. Ici, le logiciel doit contrôler ce qui est fait exactement dans une telle application multi-têtes: il est possible que toutes les têtes disponibles marquent les mêmes pour terminer le traitement plus rapidement ou que les têtes marquent un seul travail en parallèle. travail en cas de grandes zones de travail.
Lecteurs de codes barres
De nombreux lecteurs de codes à barres, en particulier ceux capables de lire des codes à barres à une distance de quelques mètres, utilisent des faisceaux laser numérisés. Dans ces appareils, un faisceau laser à semi-conducteur est généralement scanné à l'aide d'un scanner à miroir résonnant. Le miroir est entraîné électromagnétiquement et est constitué d'un polymère revêtu de métal.
Vol spatial
Lorsqu'un transporteur spatial doit accoster à la station spatiale, il doit manœuvrer avec précaution jusqu'à la position correcte. Afin de déterminer sa position relative par rapport à la station spatiale, les scanners laser intégrés à l'avant du transporteur spatial analysent la forme de la station spatiale, puis déterminent, à l'aide d'un ordinateur, les commandes de manœuvre. Des scanners galvanométriques résonnants sont utilisés pour cette application.
Spectacles laser
Les émissions de lumière laser utilisent généralement deux scanners galvanométriques sur une configuration X-Y pour dessiner des motifs ou des images sur des murs, des plafonds ou d'autres surfaces, y compris de la fumée et du brouillard pour le divertissement ou la promotion.[{1}]