Neuer Artec Neo nimmt sich einer der mühsamsten Aufgaben beim 3D-Scannen an

Reflektierende Marker werden häufig bei handgeführten Messtechnik-Scannern eingesetzt. Sie helfen dem Scanner dabei, seine Position während der Bewegung um ein Objekt herum zu bestimmen. Dieser Ansatz funktioniert zwar gut, jedoch kann die Vorbereitung eines großen Bauteils sehr viel Zeit in Anspruch nehmen. Dies gilt insbesondere dann, wenn nur wenige Merkmale tatsächlich eine hochpräzise Messung erfordern.

Mit dem Neo schlägt Artec einen anderen Kompromiss vor. Anstatt das gesamte Objekt mit Markern zu versehen, platzieren die Anwender diese hauptsächlich in den Bereichen, in denen es auf Maßgenauigkeit ankommt. Der Scanner nutzt dann einfach die Form, Textur und Farbe des Objekts, um den Rest der Oberfläche zu erfassen.

Artec nennt diesen Ansatz „toleranzgesteuertes 3D-Scannen“. Dabei handelt es sich weniger um eine etablierte Kategorie im 3D-Scannen, sondern vielmehr um die Beschreibung eines neuen Workflows, den das Unternehmen etablieren möchte. Das Ziel: Den Messaufwand nur dort betreiben, wo er auch wirklich nötig ist, anstatt jeden Quadratzentimeter eines Bauteils als gleich wichtig zu behandeln.

Ein Beispiel: Ein Ingenieur, der ein großes Gussteil im Reverse Engineering bearbeitet, benötigt vielleicht genaue Abmessungen rund um Lagerbohrungen, Montagelöcher und bearbeitete Flächen. Die rauen Gussoberflächen, die diese verbinden, müssen hingegen nur so gut erfasst werden, dass die allgemeine Form reproduziert werden kann. Der Neo soll beides in einem einzigen Scanvorgang erfassen können. Und das, ohne dass Marker auf dem gesamten Gussteil erforderlich sind.

Wenn Marker angebracht werden, erreicht der Neo eine Genauigkeit von bis zu 0,025 mm oder 0,025 + 0,035 mm pro gescanntem Meter. Ohne Marker nutzt das Gerät für die Erfassung die gleiche Blaulichttechnologie wie der Spider II von Artec. Diese Methode verfolgt Oberflächen anhand von Textur und Geometrie anstelle von Zielmarken. So wird eine 3D-Punktgenauigkeit von bis zu 0,05 mm erreicht.

Verschiedene Wege, auf die Marker zu verzichten

Das von Artec angegangene Problem ist real. Es ist jedoch nicht auf dieses Unternehmen beschränkt. Andere Scanner-Hersteller haben andere Wege gewählt, um die Vorbereitung mit Markern zu reduzieren.

Der Trackit von Revopoint, den wir bereits im Juni einem ausführlichen Praxistest unterzogen haben, kombiniert einen handgeführten Laser-Scanner mit einer separaten optischen Tracking-Station. Anstatt sich auf am Werkstück angebrachte Marker zu verlassen, behält die Tracking-Station den Scanner im Auge. Sie bestimmt somit seine Position im Raum. Innerhalb des erfassten Bereichs kann das System Objekte scannen, ohne sie mit Positionierungspunkten bekleben zu müssen. Revopoint beschreibt den Trackit als Lösung für markerloses Scannen. Dies gilt auch für Objekte ohne nutzbare Oberflächenmerkmale.

Shining 3D nutzt bei seiner FreeScan Trak-Serie ein ähnliches Prinzip. Der FreeScan Trak Nova kombiniert einen handgeführten Scanner mit einer externen Tracking-Einheit. Dies ermöglicht eine markerlose Messung durch optisches Echtzeit-Tracking. Bei besonders großen Messungen kann das System zusätzlich auf Photogrammetrie zurückgreifen. Das hilft dabei, die Genauigkeit auch über längere Distanzen aufrechtzuerhalten. Shining 3D weist allerdings darauf hin, dass auf sehr großen Flächen dennoch Marker empfohlen werden könnten.

Der Kompromiss bei diesen Systemen ist offensichtlich. Sie beseitigen zwar weitgehend die Notwendigkeit, das Objekt vorzubereiten. Allerdings bringen sie ein weiteres Gerät ins Spiel, das mit freier Sicht auf den Scanner positioniert werden muss.

Der Neo scheint das gleiche Problem aus der entgegengesetzten Richtung anzugehen. Es gibt keine separate Tracking-Station. Stattdessen bleiben einige Marker Teil des Workflows, aber es sind potenziell deutlich weniger nötig.