Introduction

Aujourd’hui, nous réalisons un essai de la solution de métrologie portable haut-de-gamme de Creaform, le HandySCAN 700.

Le premier produit de Creaform est un scanner 3D portable baptisé le HandySCAN qui présenté en 2005. Il est à l’époque vendu avec un logiciel appelé VXscan. Creaform est présent partout dans le monde, et son siège est situé à côté de Québec City au Canada.

La mission de Creaform est de développer et produire des solutions de scanning 3D et de mesure destinées aux professionnels. Grâce à son expertise et à son large portfolio de produits, Creaform accompagne ses clients pour créer, simuler, vérifier et collaborer en 3D.

La gamme de scanners 3D industriels portables Creaform est constituée de 4 familles différentes; les HandySCAN, les HandyPROBE, les MetraSCAN et les MaxSHOT.

Chaque famille de produits est dédiée à des types de pièces différentes, qui se distinguent principalement par des tailles différentes.

Creaform propose aussi des scanners 3D portables plus abordables avec la gamme Go!SCAN constitué du Go!SCAN 50 et du Go!Scan 20. Ceux-ci sont également capables de produire des scans 3D couleurs, contrairement aux solutions industrielles.

Présentation du Creaform HandySCAN 700

Nous avons été invités par les équipes de Creaform de Tokyo à visiter leurs locaux, avec l’opportunité de pouvoir tester nous mêmes les dernières versions de leurs scanners 3D portables les plus connus : le MetraSCAN 750, le HandySCAN 700 et le Go!SCAN 50. Cet essai et article et le dernier de notre série de trois articles et se focalise sur le HandySCAN 700.

Le HandySCAN 700 est un scanner 3D à main haut de gamme, proposé par Creaform. La gamme HandySCAN 3D a été entièrement renouvelée en 2014 afin de suivre au mieux les évolutions des besoins de ses utilisateurs avec une augmentation radicale de sa performance.

La gamme des Creaform HandySCAN 3D a remporté le Red Dot Award du Design Produit en 2015. Le prix du Red Dot récompense plusieurs catégories, comme concept, produit et communication. Avec plus de 5000 entrées pour 2000 participants il s’agit d’un prix majeur.

Le Creaform HandySCAN 3D est disponible dans deux versions :

• Le HandySCAN 300, le modèle le plus abordable. Il propose une précision jusqu’à 0.040 mm, avec une résolution maximale de 0.100 mm. Sa vitesse maximale de capture est de 205,000 mesures/s, dans une surface de scan 3D de 225 x 250 mm.
• Le HandySCAN 700 est la version haut de gamme de la famille HandySCAN. Il propose une précision jusqu’à 0.030 mm, avec une résolution maximale de 0.050 mm. Sa vitesse maximale de capture est de 480,000mesures/s, dans une surface de scan 3D de 275 x 250 mm.

Le HandySCAN 700 est un produit de qualité au design et à la finition réussis. Selon Creaform, les caractéristiques du HandySCAN 700 ont été drastiquement améliorées par rapport au modèle précédent. Cette nouvelle version est en effet :

• 40% plus précise
• 25 fois plus rapide avec le mode 7 croix laser
• 50% plus petit
• 35% plus léger (pèse seulement 0.85 kg)

Les scanners 3D HandySCAN 3D sont basés sur la technologie de scan 3D laser. Les deux modèles de la gamme sont équipés d’un laser 2M (sans danger pour les yeux).

Le HandySCAN 300 est doté de 3 croix laser, tandis que le HandySCAN 700 en propose 7, plus un mode « Simple ligne » supplémentaire, ce qui le rend à la fois plus précis et rapide. Chaque ligne laser, en fait un rayon laser qui se déplace très rapidement est projeté sur la surface de l’objet à scanner en 3D.

La topologie de l’objet réfléchit le rayon laser en le déviant. Cette déviation est captée par les deux caméras qui équipent le scanner 3D, qui en déduit les propriétés de la surface, donc la forme exacte de l’objet. Ce processus génère progressivement un maillage 3D (le fichier 3D) de l’objet qui peut être modifié, comparé ou bien exporté.

Caractéristiques techniques du Creaform HandySCAN 700

Packaging

Le Creaform HandySCAN 700 est accompagné d’une valise de transport rigide très résistante. Celle-ci peut être fermée à clé et propose un intérieur rembourré d’une mousse épaisse, parfaite pour protéger le scanner 3D pendant son transport.

Cette valise contient également les accessoires nécessaires pour réaliser des scans 3D. On peut notamment voir en haut à droite de celle-ci les cibles autocollantes. Egalement présente dans le capot de la valise (non visible sur la photo) se trouve la plaque de calibration.

Le câble de connexion et d’alimentation est également présent. Celui-ci se sépare en deux parties; la première se connecte via USB 3.0 à un ordinateur, la seconde se branche directement à une prise de courant.

La valise se transporte facilement et peut être embarquée comme bagage cabine dans un avion.

Processus de calibration

Ce scanner 3D requiert d’être calibré avant d’être utilisé. Le processus complet prend environ 2 minutes.

Une plaque de calibration incluse avec le produit permet de réaliser cette étape, elle se glisse dans la partie supérieure de la valise de transport.

Cette plaque de calibration est une boite plate en bois à la jolie finition laquée. Elle s’ouvre pour révéler une surface blanche parsemée de cibles noires.

Une fois le scanner 3D allumé et le logiciel Creaform VXElements lancé il suffit de suivre pas à pas le tutoriel indiqué. Celui-ci consiste à viser la plaque avec le scanner 3D maintenu en position horizontale. Il est ensuite demandé d’incliner successivement le HandySCAN vers le haut, le bas, la droite et la gauche pour compléter la calibration.

VXElements est la solution d’acquisition proposée par Creaform pour tous ses scanners 3D.

Prise en main et test du Creaform HandySCAN 700

Le scanner 3D lui même pèse seulement 0.85 kg et est très compact : 77 x 122 x 294 mm. Le poids est bien distribué et une fois en main il se manipule facilement, dans toutes les positions.

La poignée est bien conçue et ergonomique, bien qu’un peu large et épaisse. Pour des petites mains le HandySCAN 700 peut être un peu difficile à prendre en main mais son poids très faible limite les soucis.

Le scanner 3D est doté de 4 boutons multifonctions disposés sur sa tranche, face à l’utilisateur. Ils s’activent d’une simple pression. Le premier et le plus proche du pouce permet de démarrer et stopper le scan 3D. Les deux petits boutons verticaux servent à zoomer/dézoomer ou contrôler la vitesse d’obturation des caméras.

Enfin le dernier bouton, positionné tout en haut, permet de changer de mode. Manipuler ces boutons tout en tenant le scanner 3D bien en main reste cependant assez malaisé et nous avons du a plusieurs reprises nous servir de notre autre main pour les activer.

Un câble unique est relié au corps du scanner 3D. Celui-ci se divise au bout de plusieurs mètres en deux parties; la première permet d’alimenter le HandySCAN 700 en électricité, la seconde se connecte directement au port USB de l’ordinateur et permet de transférer les données. Comparé à de nombreux compétiteurs il s’agit d’un avantage important qui permet de préserver la portabilité du scanner 3D et sa mobilité pendant le processus de scan 3D d’un objet de grand dimensions.

Le HandySCAN 700 se connecte à un ordinateur via un port USB 3.0. Ce protocole était nécessaire afin de pouvoir gérer la quantité massive de données générée lors d’un scan 3D.

L’ordinateur portable dont nous avons disposé durant cette démonstration est de la marque HP. Il est généralement fourni aux utilisateurs de solutions Creaform. Il offre une très bonne capacité de calcul avec son OS Windows 7 de 64 bits, ses 32 Gb de RAM, son processeur Intel Core i7 et sa carte graphique Nvidia Quadro K1100M GPU.

Etant donné la performance nécessaire pour effectuer un scan 3D sans encombre nous déconseillons fortement d’employer un ordinateur moins puissant. Windows 10 n’est pas encore supporté officiellement mais dans les faits de nombreux clients Creaform utilisent cet OS sans soucis.

Application en retro-ingénierie

Pour tester le HandySCAN 700, nous avons utilisé la pièce plastique standard proposée par Creaform. Celle-ci se présente comme une pièce mécanique technique avec de nombreux détails, parties complexes et trous débouchant. La pièce utilisée pour le test était d’ores et déjà équipée avec 14 cibles autocollantes (« Cibles de positionnement ») déposées sur toute sa surface.

En effet, pour offrir une précision et résolution aussi élevées, le HandySCAN 700 nécessite d’utiliser des petites cibles qui doivent être disposées sur la surface de l’objet à capturer en 3D. Celles-ci permettent au scanner 3D de se positionner très précisément et de ne jamais perdre la position dans l’espace de l’objet, même lorsque celui-ci est déplacé en cours de scan 3D.

Le HandySCAN 700 peut fonctionner selon deux modes différents; le mode « Croix laser » et le mode « Simple ligne laser ». Les lignes laser sont en réalité des faisceaux laser déplacés très rapidement selon une direction unique, avec un mouvement de va et vient très rapide.

Le mode Croix laser permet de réaliser un scan 3D très rapide, tout en offrant une très bonne résolution. Le mode Simple ligne laser permet quand à lui de capturer des parties de l’objet plus complexes ou détaillées en pénétrant davantage dans les recoins.

Un processus de scan 3D courant avec le HandySCAN 700 se déroule ainsi généralement en deux étapes; tout d’abord une capture globale de la pièce dans le mode Croix laser, puis un deuxième passage plus lent pour augmenter la précision et finir de capturer les zones les plus complexes.

Le mode croix laser du HandySCAN 700 utilise 7 croix laser tandis que le HandySCAN 300 se satisfait de 3 (et ne permet pas d’utiliser le mode Simple ligne laser); ce qui explique la différence de performance et de prix entre ces deux modèles.

Le scan 3D complet s’est effectué en moins de 5 minutes et nous avons rapidement obtenu un modèle 3D de la surface complexe de la pièce.

Le logiciel Creaform VXElements est capable de fusionner en temps réel les scans 3D, ce qui signifie que le flux de données générées par le scanner 3D est automatiquement transformé en un unique fichier 3D, également appelé maillage (mesh en Anglais).

Grâce à l’utilisation de cibles de positionnement et à son algorithme de tracking, VXElements peut facilement retrouver la position du scanner 3D dans l’espace et réaligner les données capturées même lorsque l’objet devant être scanné en 3D a été déplacé. Il est également possible à tout instant d’ajouter des données à un scan 3D déjà réalisé.

Le scanner 3D capture les données avec une résolution donnée qui peut ensuite être modifiée en fonction des besoins dans le logiciel. Un peu à la manière d’un fichier RAW dans la photographie il est ensuite possible de choisir la résolution d’export qui sera la plus adaptée, afin d’obtenir un temps de calcul plus rapide ou de se débarrasser d’informations inutiles.

Le HandySCAN 700 est limité technologiquement à une résolution de 0.050 mm.

A n’importe quel moment il est possible d’ajouter ou de retirer des données au scan 3D en fonction de l’étape de la capture, qui s’effectue « frame » après « frame », par flashes successifs très rapides. Cela est rendu possible par le très pratique arbre de scan 3D proposé à l’intérieur de VXElements, un peu à la manière d’un logiciel de CAO (Conception Assistée par Ordinateur).

VXelements est le logiciel de base fourni avec tous les scanners 3D Creaform. Il permet d’effectuer la capture des informations 3D et de créer un fichier 3D consistant, tout en proposant les outils d’édition 3D basiques. VXmodel, VXtrack, VXinspect et VXremote sont des modules additionnels vendus en option.

VXinspect permet aux utilisateurs de réaliser des tâches d’inspection en juxtaposant modèles CAO et fichiers 3D scannés. Très utile pour le contrôle qualité et la rétro ingénierie.

VXmodel est un logiciel de post-traitement qui s’intègre directement dans VXelements. VXmodel permet de faire de la reconnaissance de « features » et de générer un fichier CAO directement lisible par ce type de logiciel (CATIA, SolidWorks, Inventor…).

Le module VXtrack a plusieurs applications telles que le guidage de robots et leur calibration, ou encore la gestion de processus d’assemblage complexes. Nous ne l’avons pas testé directement. Il est principalement destiné à la gamme de scanners 3D de la famille MetraSCAN.

VXremote permet aux utilisateurs des scanners 3D Creaform d’accéder à leur données en temps réel même lorsqu’ils sont éloignés de leur ordinateur portable. VXremote s’affiche sur une tablette déportée spécialement certifiée par Creaform, disponible en 7 ou 10 pouces.

Conclusion

L’avis d’Aniwaa

Le HandySCAN 700 est un scanner 3D portable pour mesures de précision, dédié aux environnements industriels. Il est très léger et reste simple d’utilisation, grâce à son design efficace et sa très bonne expérience utilisateur. De façon plus spécifique ce produit est particulièrement valorisé par l’excellent logiciel de capture VXElement. Celui-ci offre un processus de numérisation 3D direct et une integration pour la modélisation, l’inspection ou encore l’impression 3D. Les modules optionnels VXinspect et VXmodel sont particulièrement utiles.

Cependant ce produit haut de gamme reste très cher et risque fort d’être inabordable pour des petites structures ou encore des professionnels au budget limité, tels que docteurs, dentistes ou encore conservateurs de musée. Pour ce public, nous recommandons la gamme des Go!SCAN 3D, moins onéreuse et qui dispose de la capture couleur, constituée du Go!SCAN 20 et du Go!SCAN 50.