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如何獲取55mm黑色骨釘高精度三維數據?

先臨課堂

2025.10.27

技術講堂——秀磊談掃描

      在往期的技術講堂里,我們已經系統地向各位介紹了如何噴粉、如何貼點,小體積工件的掃描技巧等,將這些內容融會貫通,將可以輕松獲取眾多工件的高精度三維數據。今天我們就以三維掃描中較難處理且對精度要求很高的醫療器械領域樣件為例,重溫這些應用技巧。

先臨三維工業級三維掃描儀應用工程師李秀磊

技術講師——李秀磊

先臨三維工業級掃描儀應用工程師

資深3D數字化應用專家,深耕3D數字化多年,在三維數字化及工業檢測領域擁有豐富行業經驗。


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-THE FOURTH-

55mm黑色骨釘掃描技巧

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      根據往期講解,我們已經明白有一些物體是殊難采集三維數據的,它們也許具有黑色或者反光表面,也許體積過小,需要掌握諸如噴粉、貼點,和手動拼接一類的應用技巧才能準確獲取數據。

      本期講堂,我們以骨釘的掃描為例,重新回顧這些技巧,也一起看看OptimScan 5M Plus工業級三維掃描儀如何攻克這項難題的。

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骨釘的掃描是一項有著高精度要求的工程。作為醫療中的一種金屬植入物,骨釘在放射治療中會產生兩項影響。

一是在醫學影像中產生金屬偽影,降低診斷準確性。

二是對周邊組織的藥品吸收劑量產生影響。

因此利用三維掃描來建立金屬植入物的準確數學模型有著非常重大的實際意義:

可以幫助我們模擬研究金屬植入物對醫學影像以及放著治療劑量學的影響,也可以對骨釘進行逆向設計,不過這一切都建立在準確獲取掃描數據的前提之上。



第一步

評估掃描樣件



      為了獲取準確的數據,首先需要對掃描樣件進行評估,判斷出樣件的特性,以此來確定預處理流程。通過觀察,可以發現骨釘具有以下特征:


黑色表面材質,附帶反光效果

55mm黑色骨釘

      黑色且反光的表面材質,決定我們需要在掃描之前對骨釘進行噴粉處理。

體積小,長度僅55mm

黑色骨釘

      體積小的特點導致骨釘無法利用標志點進行自動拼接,需要在背景處貼點,利用過渡拼接的方式手動拼接合并數據。


      在做出評估,了解掃描難點之后,可以得知在預處理部分,需要噴粉以及借助背景貼點,在數據處理部分,需要手動拼接合并數據。這些技巧在往期的講堂中都有涉及,本期再次以骨釘掃描為例,對這些技巧做出回顧。


第二步

做出預處理



      在預處理部分,我們需要進行兩個步驟,一是給骨釘噴粉,二是需要在背景處貼點。


01.

噴粉POWDER

首先我們骨釘做出噴粉處理,在第一期的技術講堂中,我們已經介紹過手動噴粉的方法主要有以下幾個注意事項:

在噴粉前,需要搖晃瓶身讓顯像劑粉末充分溶解;同時在噴涂過程中,也要避免和工件進行直接接觸。

在噴粉過程中,需和噴涂工件保持15-20cm左右距離,勻速來回噴涂。


02.

貼點MARKER

在第三期的技術講堂中,我們介紹了有關于貼點的知識和技巧,如果工件尺寸較小無法貼點,為完成拼接掃描,就需要借助背景貼點注意事項如下:

首先在轉盤或夾具上黏貼標志點,選擇大小合適的標志點黏貼在平面或曲面上,黏貼時注意隨機均勻避免過于規則,同時保持標志點完整干凈。

接著將工件固定在轉盤或夾具上,在轉動和掃描的過程中不能出現相對位移,否則影響數據精度。


先臨三維OptimScan 5M計量級藍光三維掃描儀

- 接受過預處理的骨釘正在掃描中 -


第三步

手動拼接合并數據



03.

拼接合并數據

第二期的技術講堂設計到了數據的拼接與合并。小型工件無法貼點,需要借助背景點進行過渡拼接:

根據工件的復雜程度,進行兩次或以上的掃描,得到幾次掃描數據。

黑色骨釘三維掃描數據


之后在掃描數據上以對應點為依據手動拼接數據,并在數據形成組之后合并成整體。

拼接合并完成的骨釘模型

- 拼接合并完成的骨釘模型 -

拼接合并完成的黑色骨釘三維模型


      在往期的講堂中我們已經介紹了針對小型不規則物體、黑色及表面反光物體的掃描技巧,結合本期的回顧,只要對掃描樣件做出正確評估,根據樣件的實際情況展開合適的預處理,并對掃描數據進行調整,加以一定的操作熟練度,你也能用OptimScan 5M Plus工業級三維掃描儀獲取高精度數據。