Ein 3D-Scanner ist ein Gerät, das ein reales Objekt oder eine Umgebung analysiert, um Daten über dessen Form und möglicherweise dessen Erscheinungsbild (z. B. Farbe) zu sammeln. Die gesammelten Daten können dann verwendet werden, um digitale dreidimensionale Modelle zu erstellen. Diese Geräte sind vielseitige Werkzeuge in den Bereichen Ingenieurwesen, Fertigung, Qualitätskontrolle und Kulturerbe, unter anderem. Sie spielen eine entscheidende Rolle im Reverse Engineering, bei dem das Ziel darin besteht, ein digitales Modell eines bestehenden Objekts zu erstellen, ohne die ursprünglichen Konstruktionsdaten zu haben. Sie sind auch in Qualitätskontrollprozessen von unschätzbarem Wert, da sie den schnellen Vergleich hergestellter Teile mit ihren digitalen Zwillingen ermöglichen, um Genauigkeit und Präzision sicherzustellen.

Es gibt verschiedene Arten von 3D-Scannern, die jeweils unterschiedliche Technologien verwenden, um die Form von Objekten zu erfassen. Hier sind einige gängige Typen:

Laserscanner

Laserscanner verwenden Laserlicht, um das Objekt abzutasten. Sie arbeiten oft, indem sie eine Laserlinie auf das Objekt projizieren, während eine Kamera aus einem bekannten Winkel die Verformung der Linie beobachtet. Diese Methode, bekannt als Lasertriangulation, ermöglicht es dem Scanner, die Entfernung zu zahlreichen Punkten auf der Oberfläche des Objekts zu berechnen und so eine Punktwolke zu erstellen, die dessen Form darstellt.

Strukturierte Lichtscanner

Strukturierte Lichtscanner projizieren Lichtmuster auf ein Objekt. Anschließend beobachten sie die Verformung dieser Muster mit einer oder mehreren Kameras. Durch die Analyse, wie sich die Muster bei Auftreffen auf die Oberfläche des Objekts verformen, kann der Scanner die Form des Objekts berechnen. Diese Art von Scanner ist typischerweise schneller als das Laserscanning und kann für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, einschließlich der Erfassung weicher und komplexer Formen.

Photogrammetrie

Photogrammetrie ist keine Scan-Technologie im eigentlichen Sinne, sondern eine Methode zur Erstellung von 3D-Modellen aus Fotografien, die aus verschiedenen Winkeln aufgenommen wurden. Software analysiert die Fotos, um gemeinsame Punkte zu identifizieren und die Form des Objekts zu rekonstruieren. Obwohl es sich nicht um einen Scanner im traditionellen Sinne handelt, wird diese Methode oft mit 3D-Scan-Techniken zusammengefasst, da sie hochwertige 3D-Modelle von physischen Objekten erzeugen kann.

Handgehaltene Scanner

Handgehaltene 3D-Scanner sind tragbare Geräte, die um das Objekt bewegt werden können, um dessen Form aus verschiedenen Winkeln zu erfassen. Diese Scanner verwenden oft strukturierte Licht- oder Lasertechnologie und sind besonders nützlich zum Scannen großer oder komplexer Objekte vor Ort. Sie werden wegen ihrer Flexibilität und der Möglichkeit, Objekte zu scannen, die nicht leicht bewegt werden können, geschätzt.

CT (Computertomographie) Scanner

CT-Scanner, die häufig im medizinischen Bereich eingesetzt werden, können auch als 3D-Scanner dienen. Sie verwenden Röntgenstrahlen, um detaillierte Innen- und Außenansichten eines Objekts zu erstellen. Diese Methode ist besonders nützlich zur Inspektion der inneren Struktur von Objekten, ohne sie auseinanderzunehmen.

Anwendungen von 3D-Scannern

3D-Scanner haben ein breites Anwendungsspektrum in verschiedenen Branchen:

• Ingenieurwesen und Fertigung: Für Reverse Engineering, Qualitätskontrolle und die Herstellung kundenspezifischer Teile.
• Gesundheitswesen: Zur Herstellung maßgeschneiderter Prothesen, Orthesen und für die chirurgische Planung.
• Unterhaltung: Bei der Erstellung digitaler Doppelgänger für Filme oder Videospiele.
• Erhaltung des Kulturerbes: Zur Digitalisierung von Artefakten und historischen Stätten für Dokumentation und Restaurierung.
• Architektur und Bauwesen: Zum Erfassen detaillierter Messungen von Gebäuden für Renovierungs- oder Nachrüstungsprojekte.

Das Aufkommen der 3D-Scan-Technologie hat einen bedeutenden Wandel in unserer Interaktion mit der physischen Welt bewirkt, indem es uns ermöglicht, die Komplexität physischer Objekte mit beispielloser Geschwindigkeit und Genauigkeit zu erfassen, zu analysieren und zu reproduzieren.