ظهور فناوری‎های سه‎ بعدی قلمروی جدیدی از احتمالات را برای طراحی محصولات به وجود آورده است. اسکن سه بعدی به ویژه برای توسعه محصول مزایای متعددی دارد. با آن که در گذشته، دستیابی به یک اسکن سه بعدی عملی سخت بود اما امروزه موقعیت بسیار فرق کرده است.

با استفاده از یک اسکنر دستی صحیح و نرم‎افزار مناسب، حتی کودکان به سادگی می‎توانند از فناوری‎های اسکن سه بعدی استفاده کنند. در حقیقت، دانش‎‎آموزان زیادی در کشورهای مختلف شروع به استفاده از این نوع فناوری‎ها در کلاس درس کرده‎اند. به عنوان مثال موسسه Mid Pacific در آمریکا را می‎توانیم نام ببریم که کلاس‎های عملی اسکن سه بعدی در مورد مهندسی معکوس آثار هنری موزه‎ها تشکیل داده است.

به همان شکل که دانش‎آموزان از این فناوری استقبال کرده‎اند، طراحان محصول و مهندسان همچنین به این طیف پیوسته‎اند. استفاده از اسکن سه بعدی همانطور که موفقیت خود را در کلاس‎های درس ثابت کرده است، فرآیندی سریع و ساده است و کاربردهای آن برای توسعه محصول استثناء و مرزی ندارند. علاوه بر این، در اختیار طراحان و توسعه‎دهندگان محصول مزایای مختلفی قرار می‎دهد از جمله:

فراهم‎سازی شرایط برای طراحی سریع‎تر طرح‎های پیچیده‎تر

چه در حال کار با یک مدل رسی یا مومی تمام اندازه یا کوچک باشید، فناوری اسکن سه بعدی فرآیند تغییر شکل از یک شیء فیزیکی به مدل دیجیتالی را بسیار سریع‎تر و روان‎تر کرده است. شرکت‎های پیشرو در فناوری اسکن سه بعدی همچنین در محصولات خود هوش مصنوعی (Al) را لحاظ کرده‎اند که به فرایند اسکن اجازه می‎دهد مبتکرانه و خودکار پیش رود و در همین حین از زمان لازم برای آموزش کم می‎کند.

چنین دستاوردهایی باعث می‎شود طراحی محصولات پیچیده‎تر امکان‎پذیر باشد، در حالی که در گذشته طرح‎ها باید ساده بودند چون فرآیند طراحی دیجیتالی زحمت فراوان و در نتیجه هزینه زیادی به همراه داشت.

همچنین با اسکن سه بعدی این امتیاز به طراح داده می‎شود تا اشیاء مختلف را اسکن و با یکدیگر ترکیب کند تا یک طرح بی همتا به وجود آید. گرچه بیشتر یک کاربرد هنری است اما یک نمونه خوب در این زمینه کمپینی با هشتگ #WOODVETIA از سوی شرکت Swiss Wood و اداره فدرال سوئیس است. این کمپین در مورد ساخت مجسمه‎هایی چوبی از افراد شاخص تاریخی سوئیس است تا مزایای چوب را به عنوان یک ماده مقاوم و با دوام نشان دهد.

Inigo Gheyselinck یکی از هنرمندان مجسمه‎سازی فیگوراتیو برای ساخت مجسمه‎هایی تمام بدن از افراد ابتدا از رس یک مجسمه نیم تنه درست می‎کند.

این مجسمه نیم تنه ساخته شده به صورت دستی، اسکن می‎شود. سپس فردی که دارای تیپ بدنی مشابه با فرد مهم تاریخی است انتخاب می‎شود. اسکن این فرد همچنین انجام می‎شود. اسکن مجسمه نیم تنه و بدن فرد به صورت دیجیتالی با یکدیگر ترکیب و سپس توسط دستگاه CNC یک مجسمه تمام اندازه از فرد مشهور تاریخی از چوب ساخته می‎شود. در واقع فناوری اسکن سه بعدی به انجام چنین طراحی در یک محیط اجازه داده است و از حجم زمان لازم برای فرآیند ساخت تا حد زیادی کم می‎کند.

علاوه بر این، اسکنرهای سه بعدی همچنین به طراحی‎هایی با خواص آرگونومیک بهتر اجازه می‎دهند. با توانایی ثبت دیجیتالی آناتومی بدن، محصولاتی را واقعا می‎توان تولید کرد که مطابق با شکل بدن باشند. به دنبال پیشرفت فناوری‎های پوشیدنی و محصولات، این قضیه مهم‎تر خواهد شد. از همین قضیه می‎توان در زمان طراحی قطعات یدکی استفاده کرد که هدف آن‎ها جفت و جور شدن با محصولات فعلی است.

به عنوان مثال، شرکتی که می‎خواهد برای ماشین‎ها صندلی‎های سفارشی تولید کند می‎تواند صندلی‎های اصلی را در آورد، فضای داخلی خودرو را اسکن کند و از مدل دیجیتالی فضای داخلی ماشین در طول فرآیند طراحی استفاده کند. این توانایی به شرکت اجازه می‎دهد تا عملا درون خودرو صندلی‎هایی با اندازه‎ها و طراحی‎های مختلف تست کند. همچنین به صورت دقیق ریل‎های ماشین و جایگاه کمربندها را اندازه‎گیری کند تا صندلی‎های جدید کاملا سر جای خود نصب شوند.

مزایای اسکن سه بعدیانعطاف‎بخشی به طراحی‎ها

به عنوان مثال فرض کنید یک پیش نمونه بصری تولید شده است که بخش‎های متحرک ندارد. همانطور که در بالا اشاره شد، با استفاده از یک اسکنر سه بعدی می‎توان شکل دقیق محصول را به صورت دیجیتالی ثبت کرد. از اسکن سه بعدی می‎توان برای ایجاد یک پیش نمونه اثبات مفهومی (proof-of-concept) استفاده کرد که فوق‎العاده شبیه به محصول ایجاد شده در تولید انبوه است.

در اختیار داشتن یک مدل سه بعدی از همان مراحل اولیه به کل فرآیند طراحی انعطاف‎پذیری می‎دهد. در طول طراحی اولیه محصول، استفاده از یک اسکن سه‎ بعدی و برنامه ویرایش به کاربران اجازه می‎دهد سطوحی با نهایت دقت و شبیه به محصول اصلی آماده کنند، از طرفی محصولات متقارن هستند و در نتیجه کاربران می‎توانند اندازه محصول نهایی را کم یا زیاد کنند.

در طول فرآیند طراحی و عبور از یک مرحله به مرحله دیگر، طرح را می‎توان بیشتر تغییر داد تا جا برای قطعات داخلی باز شود یا به سادگی ظاهر محصول را به دنبال بازخورد دریافت شده از سوی افراد تغییر داد. ترکیب مدل‎سازی و اسکن سه بعدی با فناوری‎های نمونه‎سازی سریع مانند ماشین‎کاری CNC، پرینت سه بعدی و قالب‎گیری تزریق پلاستیک باعث می‎شود تا نمونه‎های اولیه سریع‎تر ساخته شوند. 

اسکن‎هایی که برای ساخت قالب‎ها استفاده می‎شوند به مواد خام اولیه بستگی دارند و به کسب این اطمینان کمک می‎کنند که دقت کامل رعایت شده است و قطعات در قسمت‎های لازم طراحی به صورت تضمینی جا می‎گیرند.

به عنوان مثال، MU Form Furniture، کارخانه‎ها و توزیع‎کنندگان محصولات مبلمان برای خانه‎ها و کسب و کارهای مدرن، از یک شیوه سنتی‎تر برای طراحی محصول استفاده می‎کرد چون ترجیح می‎دادند به عنوان ماده خام با تخته چندلا با کیفیت بالا کار کنند.

MU Form برای تولید یک قطعه اورجینال، یک نمونه اولیه فیزیکی را به کارخانه‎ای در خارج می‎فرستادند تا آن‎ها با استفاده از یک داپلیکیتور روتر (router duplicator) مدل را مهندسی معکوس کنند و یک قالب چوبی به وجود آورند که از آن برای شکل دادن تخته چند لا استفاده می‎شود. این روش تولید قطعه‎ای نمایشی تا حدی دقیق را به همراه دارد ولی مشخص شد که برای اصلاح خمیدگی‎‎ها و سطوح قالب به دخالت انسان و کار دست نیاز است. به علت فرآیند خطا و آزمایش، قطعه تولیدی نهایی بی دقتی‎هایی خواهد داشت.  

امروزه، این شرکت از فناوری اسکن سه بعدی استفاده می‎کند که فرآیند خطا و آزمایش را ساده کرده است. با استفاده از این فناوری، طراح مبل نمونه اولیه فیزیکی از یک قطعه مبل را به وجود می‎آورد که سپس با استفاده از یک اسکنر سه بعدی دستی مهندسی معکوس می‎شود. در مرحله بعد ویرایش و تکمیل مدل به صورت دیجیتالی انجام می‎شود و این مدل سه بعدی توسط ایمیل در اختیار کارخانه قرار می‎گیرد و در آن جا مستقیما از فایل ارسالی یک قالب فلزی CNC دقیق ساخته می‎شود.

مزایای اسکن سه بعدی در طراحی محصولساده‎سازی فرآیند حمل و نقل یکی از مزایای اسکن سه بعدی

اسکن سه بعدی با حذف فرآیند‎های خطا و آزمایش و با بالا بردن سطح دقت و ساده‎سازی فرآیند حمل و نقل، فرآیند طراحی را سریع‎تر می‎کند. مانند تجربه‎ای که شرکت MU Form Furniture داشت، استفاده از اسکن سه بعدی یک محصول باعث می‎شود دیگر نیازی به ارسال نمونه اولیه فیزیکی به کارخانه نباشد. بلکه کارخانه در هر جای جهان قرار گرفته باشد سریعا می‎تواند مدل سه بعدی را به دست آورد، چه قطعه کوچکی باشد که باید تغییر داده شود یا صندلی کاملی که برای ساخت قالب‎گیری آن باید انجام شود. از طرفی فرآیند‎های اسکن سه بعدی یک شیء همچنین سریع است و در عرض چند دقیقه، یک مدل سه بعدی را می‎توان تهیه کرد.

یک طراح با استفاده از اسکن‎های سه بعدی و مدل‎های CAD برای بخش‎های دیگر می‎تواند این اطمینان را به دست آورد که در همان تلاش‎های ابتدایی قطعات با یکدیگر جفت و جور می‎شوند. اگر خارج از شرکت باید یک قطعه سفارشی طراحی شود، از مدل سه بعدی همچنین می‎توان به عنوان یک ابزار مفید در طول فرآیند همکاری استفاده کرد.

فراهم‎سازی یک فایل سه بعدی برای طراح

در طول طراحی محصول، فرستادن محصول به جاهای مختلف جهان پیش از تولید انبوه آن، غیر طبیعی نیست. با اسکن‎های سه بعدی، فایل‎های سه بعدی را می‎توان به سادگی ایجاد کرد و به جای یک محصول فیزیکی  فرستاد ودر وقت و هزینه صرفه‎جویی کرد. علاوه بر این، از همین فایل‎های سه بعدی می‎توان به عنوان یک منبع ثانویه در زمان ارائه درخواست برای پتنت‎ها استفاده کرد.

زمان مطرح شدن بحث همکاری و فروش محصولات به فروشندگان و فروشگاه‎های آنلاین، وجود یک مدل سه بعدی مزیت‎های افزوده‎ای دارد. وب‎سایت‎های فروشگاهی الکترونیکی امروزه از مدل‎های سه بعدی برای محصولات خود استفاده می‎کنند تا خریداران بتوانند از هر زاویه‎ای آن‎ها را بررسی کنند.

پلت‎فرم‎هایی در حال حاضر وجود دارد که به مصرف‎کنندگان اجازه می‎دهد یک اتاق را از نمای ۳۶۰ درجه به صورت آنلاین با قرار دادن مدل‎های سه بعدی از مبلمان و محصولاتی که برای خرید موجود هستند، تزئین کنند. این شرکت‎ها حتی یک گام فراتر برداشته و به دنبال راه‎های جدیدی هستند تا از واقعیت مجازی و افزوده برای ایجاد یک تجربه همه جانبه استفاده کنند تا خریدار بتواند از خانه خود این خریدها را انجام دهد. حوزه مبلمان و دکوراسیون خانه در این زمینه بسیار به جلو پیش رفته‎ است اما خیلی طول نمی‎کشد تا در رابطه با تمامی کالاهای روزمره زندگی انسان به همین شکل عمل شود. در اختیار داشتن یک مدل سه بعدی در زمان قرار دادن محصولات در این ویترن‎های مجازی یک مزیت بیشتر است.

مثال‎های بالا تنها مشت نمونه خروار در نام بردن مزایای اسکن سه بعدی هستند. استفاده از این فناوری به معنای تضمین دقت از همان شروع پروژه و بالا بردن سرعت تحویل محصول نهایی به بازار است.

همانطور که فروشگاه‎های خشت و ملات (brick and mortar) به دنبال راه‎هایی برای بالا بردن قابلیت‎های فروششان در محیط آنلاین هستند، برخورداری از مدل‎های سه بعدی محصولات به زودی به یک امر الزامی تبدیل خواهد شد و افرادی که در حال حاضر از فناوری اسکن سه بعدی استفاده می‎کنند جلوتر از سایرین پیش خواهند رفت.