3D-Scannen von tiefen Bohrungen

3D-Scannen von tiefen Bohrungen

Wenn Ihr sehr tiefe Bohrungen scannen wollt, wird euch das nur gelingen, wenn Ihr das gut vorbereitet. Wer ein genügend großes Budget hat, der kann einen Computer Thomographen dafür einsetzten. In der Schweiz arbeite ich mit der MessX in Rorsch zusammen.

Wo ist das Problem?

Jeder 3D-Scanner hat zumindest eine Kammera, die eine Laserlinie beobachtet. Zwischen der Achse der Laserlinie und der optischen Achse der Kamera ist ein Winkel. Je weiter ein Punkt auf der Laserlinie von der Mitte des Kammerassessors entfernt ist, desto weiter ist der Punkt entfernt.

Prinzipdarstellung eines Lasertriangulationssensors. Der Laserstrahl wird auf das Messobjekt projiziert. Das Objektiv bildet den Lichtfleck auf den CCD- oder PSD-Sensor ab. Eine Verschiebung des Objekts führt auch zu einer Verschiebung des Bildes auf dem Sensor.
Quelle Wikimedia Georg Wiora (Dr. Schorsch)

Aus dem Bild erkennt Ihr das Problem. Das Laser kann natürlich bis auf den Grund der Bohrung eine Linie projizieren. Da aber die Kamera gegenüber dem Laser geneigt ist, sieht die Kamera dann nicht mehr bis auf den Boden, oder umgekehert.

Wer das im Detail nachlesen will findet bei der Hochschule Darmstadt ein Projekt, bei dem ein Ultimaker zu einem 3D-Scanner umgebaut wird.

Wie lösen wir das Problem?

Abformen

Mein Favorit ist eine Abformmasse der Firma Plastiform. Die wird genau für diesen Zweck hergestellt und hat eine sehr hohe Maßhaltigkeit. Die Firma stellt verschieden Produkte her, die für verschieden Einsatzzwecke geeignet sind, unter anderem könnt Ihr damit auch eine Oberfläche abformen und dann im Labor die Rauheit ermitteln.

Wie das genau funktioniert und welche Produkte es gibt, könnt Ihr auf deren Webseite nachlesen.

Abfrommasse
3D-Scan

Zersägen

Dekupiersäge

Bei Kunststoffteilen, gehe ich auch gerne den harten Weg und säge das Teil auseinander. Wenn man dabei geschickt vorgeht ist das eine sehr einfache und kostengünstige alternative.

Wenn Ihr ein gutes Ergebnis erzielen wollt, geht Ihr in diesen Schritten vor:

  1. Das Teil wird mir dem Scanner erfasst
  2. Ihr zersägt das Teil
  3. Die Einzelteile werden wieder gescannt
  4. In dem Design X werden an allen Sägeschnitten 3 bis 10 Reihen der Dreiecke gelöscht. Das macht das Design X selbständig
  5. Dann werden alle Scans an dem ersten Scan ausgerichtet
  6. Alle Scans werden zu einem Scan verschmolzen

und schon habt Ihr ein perfekten Scan einer tiefen Bohrung mit allen Details.

Extra eine Säge kaufen?

Preisfrage: Was denkst Du kostet mehr der Koffer von Plastiform oder eine Säge? Wenn Du schon so fragst…

Design X Update 2020

Design X Update 2020

Zu den neuen Funktionen von Design X 2020 findet Ihr hier die Videos, die die wichtigsten Funktionen erklären.

Wenn Ihr eine Online oder Präsenzschulung für das Design X benötigt, meldet Ihr euch bitte bei mir.

Separieren von Netzen

Mit dieser Funktion können Ihr einfach Netze auftrennen und in einzelne Netze zerlegen, wenn diese entweder getrennt sind oder topologisch getrennt sind. Ich setze das häufig ein, wenn ich mehrere Teile auf einem Drehteller gemeinsam gescannt habe und diese dann für das Reverse Engineering in Einzelteile zerlegen muss.

Exact Surfacing

Wollt Ihr ein Reverse Engineering von einem Gussteil erstellen, müsst Ihr darauf achten, dass die Funktionsflächen auch als Ebenen- oder Zylinder- Flächen erstellt werden, die eine definierte Lage oder einen definierten Durchmesser haben.

Exact Surfacing mit 3D Kurven steuern

In folgendem Video seht Ihr, wie ihr mit 3D-Kurven steuern könnt, welche Bereiche des Bauteils mit den Oberflächen Patches modelliert werden.

Exact Surfacing mit Netz Regionen steuern

In folgendem Video seht Ihr, wie man die Patches mit den Regionen steuern könnt. Bitte auch den Effekt beim smooth boundaries achten!

Abwickeln und Aufwickeln

In der neun Version ist die Funktion zum Auf- und Ab- Wickeln von Netzen hinzugekommen. Damit könnt Ihr eine Scan von einem Zylinder oder Konus in die Ebenen Abwickeln und in der Ebenen Skizzen anlegen.

Abwicklung von einem Zahnrad für die Zahstange

Abwicklung Reifen

In diesem Video seht Ihr, wie ein Reifen abgewickelt wird. Im zweiter Schritt wird gezeigt, wie die Zylinderfläche abgewickelt wird und gleichzeitig das Reifenprofil in die Ebenen projiziert wird. Achtung für die Skizze dürft Ihr nur Bögen verwenden.

Abwickeln Scan und Aufwickeln 2D-Kurve auf das Netz

Netze Separieren

Separieren von 3D-Scan-Netzen

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Separierte Netze im Design X

Sollen viele kleine Teile mit dem Creaform HandyScan | Black erfasst werden, bietet es sich an alle Bauteile auf einem Drehteller zu legen. Will man die Unterseite der Teile mit dem Scanner erfassen, erstellt man einen zweiten Scan und dreht dabei die Teile um 180° auf dem Teller. Der Nachteil dabei ist, dass sich nun alle Einzelteile in einem Netz befinden. Mit der neuen Version Design X 2020 ist es nun möglich mit einem Klick alle Einzeldaten in verschiedene Netze aufzuteilen. Das geschieht automatisch. Sollen anschließend einzelne Netze wieder zu einem Netz verbunden werden, kann man das mit dem Befehl Combine erledigen.

Separieren von 3D-Scan-Netzen