3D스캐너
3D Scanner
정의
레이저나 패턴광을 표면에 비추고 카메라로 읽어 수백만 점의 3차원 점군을 얻는 비접촉 측정기. CAD와의 전면 형상 비교, 리버스 엔지니어링, 금형·주물 검사에 쓰인다.
자세한 설명
산업용 3D스캐너는 구조광(패턴 투영) 또는 레이저 라인을 표면에 투사하고, 삼각측량 원리로 각 점의 3차원 좌표를 계산해 점군(point cloud)을 만든다. 여러 방향에서 찍은 스캔을 마커나 형상 정합으로 이어 붙여 전체 형상을 완성하며, 점군을 메시로 변환해 CAD 모델과 정렬하면 전면의 편차를 컬러맵으로 한눈에 보여 준다. 개별 점의 정밀도는 접촉식에 못 미치지만, 형상 전체를 짧은 시간에 담는 정보량이 강점이다.
주 용도는 세 가지다. 첫째, 주물·프레스·수지 성형품처럼 자유곡면 위주 부품의 전면 검사로, 특정 단면 치수만 재는 방식으로는 놓치는 변형·수축을 드러낸다. 둘째, 도면이 없는 부품을 스캔해 CAD를 재구성하는 리버스 엔지니어링이다. 셋째, 금형 수정 전후 비교나 마모 진단 같은 형상 변화 추적이다.
오차 요인은 표면 상태(광택·투명·흑색면은 난반사·흡수로 데이터 결손), 정합 누적 오차, 온도, 마커 배치 불량이다. 광택면에는 현상 스프레이를 얇게 뿌려 대응하지만 도포 두께(수 μm~수십 μm)가 오차로 더해진다는 점을 인지해야 하며, 장비 정밀도는 표준구·표준 바 검증으로 주기 확인한다.
실무 예시
알루미늄 다이캐스팅 하우징의 초도품을 스캔해 CAD와 베스트핏 정렬로 비교하는 경우, 전면 편차 컬러맵에서 리브 주변이 -0.25mm로 표시되어 수축 변형이 확인된다. 도면 공차 ±0.3mm 이내이므로 합격이지만, 금형 온도 조건 개선 항목으로 기록해 양산 변형 추세 관리에 활용한다.
실무 포인트
- 광택·투명·흑색 표면은 현상 스프레이로 처리하되 도포 두께가 오차에 더해짐을 성적 해석에 반영한다.
- 정합(스캔 이어붙이기) 횟수를 줄이도록 마커·촬영 계획을 세운다 — 정합 누적 오차가 전체 정밀도를 지배한다.
- 정렬 방식(데이텀 정렬·베스트핏)에 따라 편차 분포가 완전히 달라진다 — 도면 데이텀 기준 평가인지 명확히 한다.
- 표준구·표준 바로 장비 정밀도를 주기 검증한다 — 카메라 캘리브레이션이 틀어지면 전 데이터가 오염된다.
- 점군 데이터가 크다고 정밀한 것이 아니다 — 요구 공차 대비 장비의 검증된 측정 불확도를 확인하고 적용한다.