Introduction

Aujourd’hui nous testons le Creaform HandySCAN BLACK Elite, la dernière évolution des HandySCAN 700 et HandySCAN 300. C’est l’un des produits phares de Creaform, aux côtés de sa version standard et légèrement moins performante, le HandySCAN BLACK.

Les principales différences entre les deux scanners 3D résident dans leur vitesse d’acquisition (mesurée en points par seconde) et leur précision (à la fois standard et volumétrique). Ainsi, le HandySCAN BLACK Elite est 62,5% plus rapide que la version standard et est presque 30% plus précis.

	Précision	Précision volumétrique	Vitesse d’acquisition
HandySCAN BLACK Elite	0,025 mm	0.020 mm + 0.040 mm/m	1,300,000 points/seconde
HandySCAN BLACK	0,035 mm	0.020 mm + 0.060 mm/m	800,000 points/seconde

Technologie de scan 3D

Les scanners 3D HandySCAN BLACK utilisent la technologie de scan par lumière bleue structurée. La version Elite utilise 11 croix laser générées par deux sources de laser. Une ligne laser additionnelle est également disponible pour les scans réalisés sur des zones complexes et à faible visibilité.

Le HandySCAN BLACK Elite fait aussi appel à la photogrammétrie pour se positionner dans l’espace, avec l’aide de « cibles » autocollantes. Ces marqueurs peuvent être placés soit sur la pièce elle-même, soit sur son environnement immédiat.

Certifications

Le HandySCAN BLACK Elite a réussi le test d’acceptation VDI/VDE 2634 Part 3 et Creaform a récemment reçu l’accréditation ISO 17025 dans le domaine de l’étalonnage (calibration), une première mondiale pour une solution de métrologie portable.

Packaging

Tout le matériel nécessaire à la démonstration a été apporté par un revendeur Creaform. Cela comprenait une mallette de transport robuste, contenant le scanner 3D et ses accessoires, et un sac à dos contenant un ordinateur portable et quelques pièces de démonstration pour le test.

Le pack complet (ordinateur portable, scanner 3D et accessoires) pèse moins de 10 kg et peut être facilement transporté par une seule personne.

Accessoires

Dans sa mallette, le HandySCAN BLACK Elite est accompagné de :

• Un câble principal pour relier le scanner au PC
• Un câble d’alimentation avec un convertisseur AC/DC
• Une plaque de calibration
• Deux paquets de marqueurs autocollants
• Une clé USB contenant le logiciel VXElements
• Des documents de certification (notamment pour ce qui concerne le test VDI/VDE 2634 Part 3)

Configuration PC

L’utilisation de la suite logicielle VXElements et du HandySCAN BLACK Elite nécessite un PC ultra performant. Pour une expérience optimale, Creaform recommande un ordinateur portable certifié de HP, le Zbook G5 Mobile Workstation. Il fait partie de la gamme de produits la plus puissante de HP et, avec un prix de plus de 4 500 €, c’est une vraie bête.

Cet ordinateur a les spécifications suivantes :

• Écran : 17.3’’ LED FHD
• Processeur : Intel Core TM i7 8850H
• Mémoire vive : 64 GB
• Disque dur : 1 TB SSD
• Carte graphique : NVIDIA Quadro P5200
• Système d’exploitation : Windows 10 Pro x64

Pendant toute la durée de la démonstration et des tests, le logiciel a tourné parfaitement, sans aucune difficulté.

Installation et mise en route

Logiciel

Puisque le logiciel était déjà installé sur le PC apporté par Creaform, nous ne sommes pas passés par l’étape d’installation. En tout cas, il n’a fallu que quelques secondes pour allumer l’ordinateur (grâce au SSD) et lancer VXelements.

Matériel

L’installation du matériel a été très rapide et pratique, car il n’y a qu’un seul câble branché dans le scanner 3D. Ce câble unique est un câble USB 3.0 avec deux connecteurs. L’un sert à connecter le scanner 3D à l’ordinateur, l’autre sert à brancher le câble d’alimentation.

Creaform a également apporté une touche astucieuse ; une petite pièce en plastique se clipse sur l’ordinateur et permet de sécuriser et maintenir le câble en place. Ainsi, même si l’utilisateur fait un mouvement trop brusque, le câble USB ne se débranche pas.

Design et prise en main

Ne pesant que 0,940 kg, le scanner est si léger que cela pourrait presque éveiller des soupçons – on pourrait le prendre pour un produit « bon marché ». Toutefois, après quelques utilisations, cette optimisation de poids fait ses preuves.

Le scanner 3D est facile à manipuler et demande peu d’efforts : il est réellement portable et ergonomique.

Ses finitions respirent qualité et rigueur et, pour un produit industriel, on pourrait aller jusqu’à dire que le scanner est beau. Ce souci du détail rappelle celui que dégagent les produits Apple. Même les circuits imprimés des caméras sont optimisés et conçus avec l’esthétisme en ligne de mire. Sans surprise, Creaform a reçu un RedDot Design Award pour ce superbe design produit.

En ce qui concerne la prise en main du scanner, le design du produit est à nouveau bien pensé, malgré la taille réduite de la poignée. Il n’y a de la place que pour trois doigts, l’index devant être placé sur le côté du scanner (comme pour la prise en main d’un pistolet, par exemple).

Les interactions avec le scanner se font avec le pouce, qui se retrouve dans une position assez naturelle, reposant sur une interface de six boutons contextuels. Contextuel signifie ici que les fonctionnalités des boutons changent selon le mode de scan choisi et selon le type d’objet à scanner. Ainsi, on gagne en efficacité, et l’utilisation est intuitive quel que soit le cas d’usage.

Mise en route

Comme c’est souvent le cas, il est recommandé d’effectuer un premier étalonnage (calibration) avant de scanner des objets. Le logiciel guide l’utilisateur pas à pas directement sur l’écran de l’ordinateur. La plaque de calibration est assez lourde, plus lourde que le scanner 3D lui-même.

Ce processus de calibration consiste à scanner la plaque de calibration depuis différents angles et distances. L’éclairage LED sur le dos du HandySCAN BLACK Elite est d’une aide précieuse, indiquant si la distance entre la plaque et le scanner est suffisante ou non. Le tout est très rapide, et une fois le processus terminé, le logiciel signale que le système est prêt à scanner en 3D.

Expérience

Logiciel

La suite VXElements offre une expérience très complète, allant des premières étapes de numérisation jusqu’aux dernières étapes de rétro-ingénierie.

VXelements propose notamment une fonction permettant à l’utilisateur de comparer un scan 3D à un modèle CAD de référence. Ainsi, il est possible de facilement et rapidement effectuer des contrôles qualité.

Nous apprécions également le fait que les mesh générés soient propres d’office, sans forcément avoir besoin de passer par du post-traitement. Il est aussi possible de régler la résolution du modèle généré.

Scan 3D

Contrairement à la plupart des scanners 3D, la mise en route du HandySCAN BLACK Elite est vraiment un jeu d’enfant. Il n’y a pas non plus besoin de conditions d’éclairage particulières. Une fois le scanner branché et allumé et le logiciel en marche sur le PC, il est possible de commencer la numérisation immédiatement.

Deux modes sont disponibles : avec ou sans marqueurs collés sur l’objet à scanner. Nous n’avons pas testé le mode avec marqueurs (sur l’objet), qui offre des scans de qualité supérieure mais qui requiert plus de temps de préparation.

L’appareil est léger, avec une interface et une ergonomie très bien pensées. Il est possible d’effectuer presque toutes les manipulations nécessaires directement à partir du scanner lui-même.

Encore une fois, nous apprécions l’indicateur LED sur le dos du scanner, qui indique si la distance entre le scanner et l’objet est bonne.

Maillages (mesh) et modèles 3D

Les scanners 3D, de manière générale, produisent un nuage de points. Ce nuage de points est ensuite transformé en mesh (maillage), composé de nombreux et minuscules triangles collés l’un à l’autre. Les points du nuage sont, en effet, des coordonnées tri-dimensionnelles.

Le nuage de points d’origine est d’une grande importance, car chaque point n’est acquis qu’une seule fois. La génération des triangles, et donc du maillage, dépend et repose sur le nombre de points présents dans le nuage et de leur résolution.

Ici, Creaform applique la brillante idée d’acquérir plusieurs prélèvements du même point, pour chaque point. Ainsi, à chaque fois qu’un point est enregistré, sa précision augmente. Cette technique ne présente pas de problème de sur-échantillonnage, et elle permet de générer des surfaces directement à partir des données brutes.

Par conséquent, il n’y a plus à attendre de longues minutes que l’ordinateur et le logiciel fassent les calculs nécessaires à la création du mesh, puisque ce dernier est créé en temps réel lors du scan 3D. Pour quelqu’un d’habitué au processus de scan traditionnel, cette fonctionnalité est réellement stupéfiante.

Résultats des scans 3D

Pour cette note, nous avons comparé la performance du HandySCAN BLACK Elite à celle de scanners 3D similaires. Le représentant de Creaform a effectué des scans sur un échantillon de pièces. Les résultats comprenaient un niveau de détail incroyable.

Le scanner a réussi à capturer des textes dont les lettres mesuraient moins de 100 microns, et ce malgré la couleur noire et matte de la pièce, soit une texture habituellement difficile à numériser.

Pour certaines pièces, une table tournante préalablement agrémentée de marqueurs a été utilisée. Cette table a permis de rapidement scanner les pièces tout en restant debout au même endroit. Nous avons pu voir comment fonctionne le mode « numérisation 3D de petites pièces », avec un processus fluide spécialement conçu pour de tels cas d’utilisation.

Nous avons ensuite réalisé un scan 3D de nous-mêmes, et avons choisi un objet difficile à scanner.

Scan 3D et rétro-ingénierie d’un bec de saxophone

Les scanners 3D ont tendance à lutter lorsqu’il s’agit de pièces fines et de matériaux réfléchissants. Ainsi, pour mettre le HandySCAN BLACK Elite à l’épreuve, nous avons tenté de scanner un bec de saxophone métallique noir. Cette pièce comporte également un petit bout de plastique transparent à l’intérieur.

En moins d’une minute, nous avons pu capturer la majeure partie de la géométrie externe de la pièce. Il ne nous a fallu que quelques secondes de plus pour saisir son intérieur, avec toute sa complexité et ses détails minutieux.

Le maillage brut a ensuite été importé dans VXmodel, un logiciel entièrement dédié aux applications d’ingénierie inversée. Pour les nouveaux utilisateurs, le logiciel propose plusieurs tutoriels simples afin d’en saisir les concepts clés.

Pour faire simple, les étapes principales sont les suivantes :

• Nettoyage du maillage (remplissage, décimation et lissage) et réalignement des axes référentiels
• Génération des surfaces avec références NURBS et primitives géométriques (plans, cylindres)
• Importation des références géométriques dans un logiciel CAO (nous avons utilisé SolidWorks 2019)
• Reconstruction du modèle CAO grâce aux références géométriques

Après avoir passé ces étapes, nous avons obtenu un modèle CAO très détaillé dans SolidWorks. Nous l’avons sauvegardé en fichier STL que nous avons ensuite imprimé en 3D !

Rapport qualité/prix

Le HandySCAN BLACK Elite change la donne dans l’industrie de la numérisation 3D et de la métrologie. Il offre des performances puissantes qui rappellent celles du Metrascan 750, sans les contraintes (configuration complexe, grand nombre de pièces et d’accessoires, encombrement important).

Les capacités globales du produit sont en effet remarquables. Le HandySCAN BLACK Elite peut numériser en 3D des matériaux noirs et mats ainsi que des surfaces brillantes et miroitantes. Les limitations habituelles liées aux scanners 3D ont été complètement surmontées. Le seul aspect négatif de ce scanner est peut-être le fait que des marqueurs (cibles autocollantes) doivent être placés sur l’objet ou son environnement.

Sa résolution (standard et volumétrique) et sa précision sont égales à celles de systèmes industriels sophistiqués qui peuvent facilement coûter deux à trois fois plus cher. Cela dit, pour les applications où une résolution extrême est requise (moins de 10 microns), le HandySCAN BLACK ne sera pas suffisant.

Côté logiciel, la suite VXElements est également au rendez-vous. Le logiciel est bien optimisé, fonctionne sans failles et offre un grand nombre de fonctions et de capacités, tout en restant relativement intuitif. Vous serez rapidement à l’aise avec le logiciel si vous êtes déjà adepte des outils 3D.

Si vous en avez le budget, le HandySCAN BLACK Elite de Creaform est tout simplement le meilleur produit disponible sur le marché pour cette gamme de prix. De plus, c’est un outil accessible et adapté à la plupart des personnes ayant un peu d’expérience en numérisation 3D. Aucune expertise particulière en métrologie n’est nécessaire pour tirer pleinement parti de ses avantages.