3D-Scanner

Das 3D-Scannen eröffnet eine Welt voller Möglichkeiten. Stellen Sie sich vor, Sie könnten alles aus der realen Welt erfassen und in wenigen Minuten in ein digitales Volumenmodell umwandeln.

Das ist nicht nur eine Vorstellung. Unternehmen setzen 3D-Scanner und dazugehörige Software täglich für folgende Prozessschritte ein:

• Erstellen von CAD-Modellen mittels Reverse Engineering aus realen Teilen, wenn keine alten Konstruktionsdaten existieren, und bestehende Produkte aktualisiert oder neue darauf basierend erstellt werden sollen.
• Überprüfung der Produktqualität durch Vergleichen der produzierten Teile mit den CAD-Daten
• Herstellung maßgeschneiderter Massenprodukte für das Gesundheitswesen, die Zahnmedizin und die Modebranche
• Scannen ganzer Gebäude für die Erstellung genauer 3D-Modelle
• Und vieles mehr

3D-Scanner und die dazugehörige Software sind jetzt für viele Unternehmen in Reichweite. Die Scanner sind schneller, kostengünstiger und genauer. Die Software für die 3D-Scan-Verarbeitung ist stärker automatisiert, erzeugt bessere Ergebnisse und arbeitet schneller als je zuvor.

Was sind 3D-Scanner?

Es gibt viele verschiedene Geräte, die als 3D-Scanner bezeichnet werden. Jedes Gerät, das die physische Welt mit Hilfe von Lasern, Licht oder Röntgenstrahlen misst und dichte Punktwolken oder Polygonnetze erzeugt, kann als 3D-Scanner betrachtet werden. Diese Geräte haben viele Namen, darunter 3D-Digitalisierer, Laserscanner, Weißlichtscanner, industrielle CT, LIDAR und andere. All diesen Geräten ist gemein, dass sie die Geometrie von physischen Objekten mit Hunderttausenden oder Millionen von Messungen erfassen.

Wozu benötigen Sie 3D-Scan-Software?

Da Scanner immense Datenmengen erfassen, benötigen Sie eine spezielle Reverse Engineering Software wie Geomagic^® Design X™, Geomagic for SOLIDWORKS^® und Geomagic Wrap^®, um die Daten in einem Format auszugeben, das von anderer Software verarbeitet werden kann. Je nachdem, wofür Sie die Scan-Daten verwenden wollen, kann eine Reverse Engineering Software viele verschiedene Dinge mit den Daten anstellen. Die gängigsten Anwendungen für das 3D-Scannen sind Reverse Engineering, Inspektion, digitale Archivierung oder 3D-Druck. Spezialisierte Software wie Geomagic Reverse Engineering Software oder die Inspektions- und Metrologie-Software Geomagic Control X™ ist der schnellste und einfachste Weg, um das volle Potenzial eines 3D-Scanners auszuschöpfen.

Wie funktionieren 3D-Scanner?

Es gibt viele verschiedene Ansätze für das 3D-Scannen, die auf unterschiedlichen Prinzipien der Bildgebung basieren. Einige Technologien eignen sich ideal für das Scannen aus kurzer Entfernung, während andere für das Scannen aus mittlerer oder großer Entfernung besser geeignet sind.

3D-Scanner für den Nahbereich

3D-Scanner mit weniger als einem Meter Brennweite umfassen 3D-Scanner, die mit Lasertriangulation bzw. strukturiertem Licht arbeiten.

3D-Scanner mit Lasertriangulation

Laser-Triangulationsscanner verwenden entweder eine Laserlinie oder einen einzelnen Laserpunkt, die über ein Objekt verfahrten. Ein Sensor nimmt das Laserlicht auf, das vom Objekt reflektiert wird, und mithilfe der trigonometrischen Triangulation berechnet das System die Entfernung vom Objekt zum Scanner.

Der Abstand zwischen der Laserquelle und dem Sensor ist ebenso bekannt wie der Winkel zwischen Laser und Sensor. Wenn das Laserlicht vom gescannten Objekt reflektiert wird, kann das System erkennen, unter welchem Winkel es zum Sensor zurückkehrt, und damit erkennt es auch den Abstand von der Laserquelle zur Objektoberfläche.

Laserpuls-basierte 3D-Scanner

Auf Laserimpulsen basierende Scanner, auch bekannt als Time-of-flight-Scanner, arbeiten nach einem sehr einfachen Konzept: Die Lichtgeschwindigkeit ist bekannt. Wenn wir also wissen, wie lange ein Laser braucht, um ein Objekt zu erreichen und zurück zu einem Sensor reflektiert zu werden, wissen wir, wie weit dieses Objekt entfernt ist. Diese Systeme verwenden Schaltkreise, die auf Pikosekunden genau die Zeit messen, die Millionen von Laserimpulsen benötigen, um zum Sensor zurückzukehren, und daraus eine Entfernung berechnen. Durch Drehen des Lasers und des Sensors (normalerweise über einen Spiegel) kann der Scanner einen vollen 360-Grad-Kreis um sich selbst herum erfassen.

Laser-Phasenverschiebungs-3D-Scanner

Laser-Phasenverschiebungs-Scanner sind eine Abwandlung der Technologie der 3D-Time-of-flight-Scanner und funktionieren konzeptionell ähnlich wie pulsbasierte Systeme. Neben dem Pulsen des Lasers modulieren diese Scanner zusätzlich die Leistung des Laserstrahls. Der Scanner vergleicht die Phase des Aussendens des Lasers mit der Rückführung des Lasers zum Sensor. Die Messung der Phasenverschiebung ist eine präzisere Methode.