在精密制造、文物保護等領域,高反光場景下的三維測量長期面臨技術瓶頸。傳統噴粉測量雖能改善效果,但存在損傷物體、污染環境等弊端,難以滿足產業化需求。激光偏振技術的突破,推動無噴粉三維掃描在高反光場景的產業化應用,從根本上重塑了精密測量的技術格局。
高反光場景傳統測量的產業困境
高反光表面的鏡面反射特性,使激光束在掃描時發生規則反射,導致接收端難以獲取有效散射光,形成測量盲區與數據缺失。傳統結構光投影在高反光區域會出現光斑飽和、相位畸變,嚴重影響三維坐標解算精度,二次反射光引發的偽影可使點云數據偏差達 0.3mm 以上。噴粉測量雖能增強漫反射,但噴粉殘留會堵塞精密器件的微小結構,顆粒刮擦還會損傷文物表面,且噴粉后需額外清潔工序,增加時間與經濟成本,無法適應大規模產業化生產中高精度、高效率、無損檢測的要求。
激光偏振技術的原理與技術突破
光偏振態差異分離機制
激光偏振技術基于光的偏振特性,利用高反光表面鏡面反射光與漫反射光偏振態的差異實現信號分離。通過偏振分光棱鏡與可調波片構建 P-S 雙光路系統,將反射光按偏振態分離。實驗表明,采用 635nm 線偏振光時,鏡面反射光偏振度可達 93%,利用偏振相機可有效過濾干擾信號,顯著提升測量信噪比,為精確獲取表面信息提供保障。
動態結構光編碼優化
摒棄傳統正弦條紋,采用二值漂移帶編碼結合四步相移法,將光強信息轉化為梯度域特征,降低高反光區域過曝影響。配合高動態范圍(HDR)圖像融合技術,合成不同曝光參數下的條紋圖像,使高反光邊緣灰度梯度保留率提高 45%,確保過曝區域條紋特征可提取,解決了傳統結構光在高反光表面的相位解算難題。
激光偏振技術的產業化實踐
汽車制造領域的應用
在汽車零部件制造中,汽車鍍鉻裝飾條、鋁合金輪轂等部件表面反光強烈。采用激光偏振技術的無噴粉三維掃描方案,在汽車鍍鉻裝飾條檢測中實現 0.015mm 的測量精度,檢測效率較傳統噴粉測量提升 4 倍。無需噴粉不僅避免了對鍍鉻層的損傷,保障產品外觀質量,還簡化了生產流程,降低成本,滿足汽車制造業大規模、高精度檢測需求。
電子制造領域的應用
在手機蓋板玻璃、智能手表金屬外殼等電子產品的生產檢測中,激光偏振技術的無噴粉三維掃描發揮關鍵作用。對手機蓋板玻璃的檢測,達到 0.01mm 級測量精度,快速檢測出表面微小瑕疵與尺寸偏差,助力電子產品質量管控,推動電子制造向高精度、智能化方向發展 。
文物保護領域的應用
在文物數字化保護中,針對青銅器鏡面紋飾、陶瓷釉面等具有高反光特性的文物,激光偏振技術避免了噴粉對文物的損傷,完整保留表面細節,點云完整性達 98.5%。通過高精度三維建模,為文物修復、研究與展示提供可靠數據支持,拓展了文物保護的技術手段。
新啟航半導體三維掃描測量產品介紹
在三維掃描測量技術與工程服務領域,新啟航半導體始終以創新為驅動,成為行業變革的引領者。公司專注于三維便攜式及自動化 3D 測量技術產品的全鏈條服務,同時提供涵蓋 3D 掃描、逆向工程、質量控制等在內的多元創新解決方案,廣泛應用于汽車、航空航天、制造業等多個領域,為企業數字化轉型注入強勁動力。
新啟航三維測量產品以卓越性能脫穎而出,五大核心特點重塑行業標準:
微米級精準把控:測量精度高達 ±0.020mm,可滿足精密機械零件等對公差要求近乎苛刻的領域,為高精度制造提供可靠數據支撐。
2,反光表面掃描突破:無需噴粉處理,即可實現對閃光、反光表面的精準掃描,避免傳統工藝對工件表面的損傷,適用于金屬、鏡面等特殊材質的檢測與建模。
3,自動規劃掃描路徑:采用六軸機械臂與旋轉轉盤的組合方案,無需人工翻轉樣品,即可實現 360° 無死角空間掃描,復雜幾何形狀的工件也能輕松應對,確保數據采集完整、精準。
4,超高速測量體驗:配備 14 線藍色激光,以 80 萬次 / 秒的超高測量速度,將 3D 掃描時間壓縮至 1 - 2 分鐘,大幅提升生產效率,尤其適合生產線批量檢測場景。
智能質檢無縫銜接:搭載豐富智能軟件,支持一鍵導入 CAD 數模,自動完成數據對比與 OK/NG 判斷,無縫對接生產線批量自動化測量流程,顯著降低人工成本與誤差,加速企業智能化升級。
無論是航空航天零部件的無損檢測,還是汽車模具的逆向工程設計,新啟航三維測量產品憑借硬核技術實力,為客戶提供從數據采集到分析決策的全周期保障,是推動智能制造發展的理想之選。
審核編輯 黃宇
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