Die Methode des 3D Scannens

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3D Scannen ist eine Methode, mit der man ein digitales 3D Modell von einem Objekt erstellen kann. Dabei kann die Form und Textur der Oberfläche gescannt werden.

Häufig wird 3D Scannen für den 3D Druck von Modellen verwendet. Zum Scannen eines Gegenstandes kann man entweder einen 3D Scanner verwenden oder eine Photogrammetrie-Software, die anhand von Fotos ein dreidimensionales Modell erstellt.

Dabei werden mit einer Digitalkamera oder einem Smartphone mehrere Fotos aus jeder Perspektive gemacht. Die Software berechnet dann automatisch daraus ein dreidimensionales Abbild. Dafür werden mindestens 30 Fotos benötigt. Die Lichtverhältnisse sollten auf jedem Foto möglichst gleich sein. Ein professioneller Laserscanner ist wesentlich präziser als die Photogrammmetrie, da dieser das Objekt Punkt für Punkt abtastet. Dabei entsteht eine digitale Punktwolke aus vielen einzelnen Punkten.

Technologien

Professionelle 3D Scanner gibt es in drei verschiedenen Technologien: Die Laser-Triangulation, Time-of-Flight Erfassung und das 3D Scannen von Phasenfeldern

Eine beliebte und häufig genutzte Methode ist das Laserscannen. Dabei wird auf das zu scannende Objekt ein Gitter oder Schachbrettmuster projiziert. Durch die Deformierung der Linien kann der Scanner die exakten Koordinaten eines Punktes berechnen. Ebenfalls mit Lasertechnologie arbeiten Streifenprojektionslaser, die eine noch höhere Auflösung bieten. Es gibt handgeführte Laserscanner und automatische Systeme, die mit einer Drehplatte ausgestattet sind.

Nachbearbeitung

Bei allen Methoden ist häufig noch eine Nachbearbeitung notwendig. Das 3D Modell kann nach dem Scannen Löcher enthalten oder zusätzliche Punkte, die entfernt werden müssen. Nach der Reparatur kann das Objekt zum Beispiel als STL-Datei gespeichert werden und ist dann bereit für den 3D Druck.

Anwendungsgebiete

3D Scanner werden in der Industrie, in der Medizin und in der Architektur verwendet. Eine weitere häufige Anwendung ist das Erstellen von 3D-Figuren für den 3D Druck. In der Industrie kann ein 3D Scan für Messungen, Qualitätskontrollen und Reverse Engineering von Teilen eingesetzt werden. Ärzte können zum Beispiel einen 3D Druck von medizinischen Scans anfertigen. In der Lebensmittelindustrie können präzise Modelle für Produktpräsentationen oder für die Produktentwicklung erstellt werden. Museen und Universitäten können 3D Scans von wertvollen Kunstobjekten erstellen.

Fazit

Die Präzision des Scans hängt vor allen Dingen vom Preis des verwendeten Gerätes ab.
Je besser die Auflösung und Genauigkeit des Gerätes, desto höher der Preis. Professionelle 3D Scanner bieten eine Auflösung von 0,1 bis 0,005 Millimeter. Laserscanner kosten ein paar hundert Euro und ermöglichen ein schnelles und präzises 3D Scannen. Streifenprojektionsscanner, die eine noch höhere Auflösung bieten, kosten noch mehr. Die Photogrammmetrie ist eine kostengünstige Methode, ein 3D Modell mithilfe von Fotos zu erstellen. Für Privatanwender gibt es sogar kostenlose Möglichkeiten, 3D Scans mit dem Smartphone und einer Open-Source-Software zu erstellen. Rolf Lenk Werkzeug- und Maschinenbau GmbH ist der Spezialist im Bereich 3D Scannen.

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