Manuelle 3D-Scanner


Die 3D-Scantechnologie entwickelt sich ständig weiter und wird für Unternehmen und Verbraucher gleichermaßen zugänglicher. In diesem Blogbeitrag werden wir diskutieren, was 3D-Scannen ist, welche verschiedenen Arten von 3D-Scannern auf dem Markt erhältlich sind und wie tragbare 3D-Scanner funktionieren. Wir werden auch einige der Bereiche untersuchen, in denen die 3D-Scantechnologie am effektivsten eingesetzt wird.

Was ist 3D-Scannen?

In seiner einfachsten Form ist 3D-Scannen der Prozess der Erfassung einer dreidimensionalen digitalen Darstellung eines Objekts oder einer Szene. Dies kann manuell mit tragbaren 3D-Scannern oder durch den Einsatz automatisierter Maschinen erfolgen. Es gibt viele verschiedene Anwendungen für die 3D-Scantechnologie, von der Erstellung digitaler Modelle für die Produktentwicklung und das Prototyping bis hin zur Erhaltung von Artefakten des kulturellen Erbes und der Erleichterung der medizinischen Forschung.

Wie benutzt man einen 3D-Scanner?

 

3D-Scanner werden in einer Reihe von Branchen eingesetzt, von der Fertigung über das Gesundheitswesen bis hin zu VR. Die Nachrüstung schwerer Maschinen, die Qualitätskontrolle mechanischer Teile, der Entwurf kundenspezifischer Prothesen, die Erstellung visueller Effekte für Filme, die Entwicklung von Charakteren für Videospiele – alle diese Projekte haben hochpräzise 3D-Modelle physischer Objekte im Mittelpunkt.

Welche Arten von 3D-Scannern gibt es?

Es gibt eine Vielzahl von 3D-Scantechnologien auf dem Markt, jede mit ihren eigenen Vor- und Nachteilen. Einige der gebräuchlichsten Typen umfassen Laserscanning und Streifenlichtscannen. 3D-Handscanner sind eine Art tragbarer Scanner, mit dem Objekte oder Szenen in Echtzeit gescannt werden können.

3D-Scan eines Motordetails

Nahbereich (<1 Meter Brennweite)

 

3D-Scanner mit Lasertriangulation

Das Prinzip der Lasertriangulation basiert auf der Messung von Entfernungen zwischen einem Ziel und einem oder mehreren Referenzpunkten. Ein Laserstrahl wird auf das Ziel projiziert und zu einem Sensor zurückreflektiert. Die Zeit, die das Licht braucht, um zurückzukommen, wird gemessen, und daraus kann die Entfernung zum Ziel berechnet werden. Dieser Vorgang wird an verschiedenen Punkten um das Ziel herum wiederholt, und aus diesen Messungen kann eine 3D-Punktwolke erstellt werden.

Die Laserscanning-Technologie wird häufig in tragbaren 3D-Scannern verwendet, um hochauflösende 3D-Modelle von Objekten zu erstellen. Der Laserstrahl ist relativ schmal, was detaillierte Scans auch auf engstem Raum ermöglicht. Darüber hinaus macht die Verwendung von Lasern den Kontakt mit dem zu scannenden Objekt überflüssig, was es zur idealen Wahl für empfindliche oder zerbrechliche Objekte macht.

Streifenlicht-3D-Scanner

Streifenlichtscannen ist eine 3D-Scantechnik, bei der ein Projektor verwendet wird, um ein sinusförmiges oder Gittermuster auf das zu scannende Objekt zu werfen. Eine Kamera erfasst dann das Bild des Objekts, während es durch die Projektion beleuchtet wird.

Durch die Analyse der aufgenommenen Bilder ist es möglich, die Position und Orientierung jedes Punktes auf der Oberfläche des Objekts zu berechnen. Diese Informationen können verwendet werden, um ein digitales Modell des Objekts zu erstellen.

3D-Gerät

Streifenlichtscannen wird häufig für großflächige Scans verwendet, wie sie beispielsweise für industrielle Anwendungen erforderlich sind. Das Verfahren bietet eine hohe Genauigkeit und Auflösung und kann zum gleichzeitigen Scannen von Objekten in alle Richtungen verwendet werden.

3D-Scanner mit kurzer Reichweite

Vorteile

Nachteile

Lasertriangulation-Scanner

●     In vielen Formen erhältlich:

○     Flächenscanner

○     Handscanner

○     tragbarer Arm

●     Oft tragbarer

●     Weniger

●     Teilevorbereitung erforderlich

●     Weniger empfindlich gegenüber Umgebungslicht

●     Im Allgemeinen weniger genau.

●     Im Allgemeinen niedrigere Auflösung

●     Rauschender

Streifenlicht-Scanner

●     Normalerweise genauer

●     Oft höhere Auflösung

●     Weniger laut

●     Beschränkt auf Flächenscannertyp

●     Im Allgemeinen nicht so klein / tragbar

●     Empfindlicher gegenüber Oberflächenvorbereitung (Vorbereitung erforderlich)

●     Kann eine spezielle Beleuchtung erfordern

Mittlere und lange Reichweite (>2 Meter Brennweite)

Laserpulsbasierte 3D-Scanner

Auf Laserpulsen basierende 3D-Scanner arbeiten, indem sie kurze Laserpulse auf das zu scannende Objekt emittieren. Die Zeit, die das Licht braucht, um zurückzukommen, wird gemessen, und daraus kann die Entfernung zum Ziel berechnet werden.

Dieser Vorgang wird an verschiedenen Punkten um das Ziel herum wiederholt, und aus diesen Messungen kann eine 3D-Punktwolke erstellt werden.

Auf Laserpulsen basierende 3D-Scanner bieten Hochgeschwindigkeitsscannen und sind daher ideal für die Erfassung sich schnell bewegender Objekte. Sie sind auch in der Lage, die meisten Materialien zu scannen, wodurch sie sich für den Einsatz in berührungslosen Anwendungen eignen.

Laser

Laser-Phasenverschiebungs-3D-Scanner

Phasenverschiebungslaser-3D-Scanner verwenden eine Technik, die als Interferometrie bekannt ist, um den Abstand zwischen dem gescannten Objekt und dem Scanner zu messen. Dies wird erreicht, indem die Phase zweier Lichtwellen verglichen wird, die das Objekt durchlaufen haben.

Aus diesen Informationen ist es möglich, die Position und Orientierung jedes Punktes auf der Oberfläche des Objekts zu berechnen. Phasenverschiebungs-Laserscanner werden häufig für medizinische Anwendungen verwendet, bei denen eine hohe Genauigkeit und Auflösung erforderlich sind.

3D-Scannertypen mit mittlerer und großer Reichweite

Vorteile

Nachteile

Pulsbasierte Scanner

●     Mittlere und lange Reichweite (2 m – 1000 m)

●     Weniger genau Langsamere Datenerfassung Höheres Rauschen

Phasenverschiebung-Scanner

●     Genauer Schnellere Datenerfassung Weniger Lärm

●     Nur mittlere Reichweite

In welchen Bereichen wird die 3D-Scantechnologie eingesetzt?

Es gibt viele verschiedene Anwendungen für die 3D-Scantechnologie, und sie wird in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, darunter Ingenieurwesen, Medizin, Forensik, Archäologie sowie Kunst und Design.

 

Ingenieurwesen

Ingenieurwesen

Das Ingenieurwesen ist einer der vielen Bereiche, in denen die 3D-Scantechnologie umfassend eingesetzt wird. 3D-Scanner werden verwendet, um digitale Modelle von Objekten und Komponenten zur Verwendung in Design- und Fertigungsprozessen zu erstellen.

Die Möglichkeit, die Geometrie eines Objekts schnell und genau zu erfassen, kann während des Konstruktionsprozesses Zeit und Geld sparen. Darüber hinaus kann ein digitales Modell verwendet werden, um eine physische Nachbildung des Objekts zu erstellen, was ein schnelles Prototyping und Testen ermöglicht.

In einigen Fällen kann ein 3D-Scanner verwendet werden, um eine vorhandene Komponente zu scannen, um ein CAD-Modell für Ersatzteile oder Reverse-Engineering-Zwecke zu erstellen.

Medizin

 

Medizinische Anwendungen sind ein weiterer Bereich, in dem die 3D-Scantechnologie weit verbreitet ist. 3D-Scanner werden verwendet, um digitale Modelle des menschlichen Körpers für den Einsatz in der medizinischen Forschung, Diagnose und Behandlung zu erstellen.

Beispielsweise können 3D-Scans verwendet werden, um detaillierte Bilder der Anatomie eines Patienten zur Verwendung bei der chirurgischen Planung zu erstellen. Es kann auch verwendet werden, um Erkrankungen zu diagnostizieren und Behandlungen zu planen.

In einigen Fällen können 3D-Scans verwendet werden, um physische Modelle der Organe eines Patienten zur Verwendung bei Operationen oder Trainingsübungen zu erstellen.

Archäologie

Archäologie

Die Archäologie ist ein weiterer Bereich, in dem die 3D-Scantechnologie mit großer Wirkung eingesetzt werden kann. 3D-Scanner werden verwendet, um digitale Modelle antiker Artefakte und Ruinen zum Studium und zur Erhaltung zu erstellen.

Die Fähigkeit, die Geometrie eines Objekts in drei Dimensionen zu erfassen, kann wertvolle Einblicke in seine Konstruktion und sein Design liefern. Außerdem kann ein 3D-Modell verwendet werden, um eine physische Nachbildung des Artefakts zur weiteren Untersuchung oder Ausstellung zu erstellen.

Kunst und Design

Das 3D-Scannen wird verwendet, um visuell atemberaubende Spezialeffekte in Filmen zu erstellen, immersive, ultrarealistische VR-Anwendungen zu entwickeln oder sogar ein wunderschönes Abendkleid zu entwerfen, und hilft dabei, Träume auf eine völlig neue Art und Weise in die Realität umzusetzen.

In jedem Fall werden 3D-Scanner verwendet, um digitale Modelle von Objekten für die Verwendung in Design- und Forschungsprozessen zu erstellen. Danke fürs Lesen!


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