Auswahl der richtigen 3D-Scanner für erfolgreiches 3D-Drucken
Beim 3D-Druck spielt neben der richtigen Software auch Ihr 3D-Scanner eine entscheidende Rolle. Hier finden Sie einen Leitfaden, der Ihnen dabei helfen soll, den für Sie am besten geeigneten 3D-Scanner zu finden, damit Sie im Handumdrehen 3D-druckfertige digitale Modelle erstellen können.
Warum 3D-Scanning für die additive Fertigung nutzen?
Eine 3D-Druck basiert auf einem 3D-Modell, also einer Datei, die Sie in Ihren 3D-Drucker einspeisen. Ohne Modell gäbe es nichts auszudrucken. Es gibt zwei Möglichkeiten, ein druckbares 3D-Modell zu erhalten: Sie erstellen Sie eines in einer CAD-/3D-Modellierungssoftware oder von Grund auf oder Sie scannen/fotografieren ein reales Objekt. In jedem Fall müssen Sie sicherstellen, dass Ihr Modell abgeschlossen ist, also seine Oberfläche gleichmäßig ist und keine Lücken aufweist. Wenn das Ihres 3D-Drucks also darin besteht, Kopien gescannter Objekte zu erstellen, kann die Wahl Ihres Scanners das Arbeiten, je nachdem, entweder zu einem Kinderspiel oder zu einem Albtraum machen. Bedenken Sie dabei, dass sämtliche Oberflächenbereiche, die der Scanner nicht erfasst hat, später von Hand modelliert werden müssen.
Die Rolle von 3D-Scannern in der additiven Fertigung beschränkt sich jedoch nicht lediglich darauf, Drucker mit Modellen zu versorgen. Häufig werden Scanner auch verwendet, um 3D-gedruckte Teile zu überprüfen und die Qualität Ihres 3D-Druckers zu validieren. Leistet er gute Arbeit und erstellt er 3D-Ausdrucke gemäß den gewünschten Werten? Um das herauszufinden, sollten Sie einen Scanner ausprobieren und in Ihrer 3D-Datenverarbeitungssoftware aus Scans ein 3D-Modell erstellen. Erstklassige Lösungen wie Artec Studio bieten eine große Auswahl an Werkzeugen, um Punkt-zu-Punkt-Messungen durchzuführen, das Volumen und die Oberfläche Ihres Modells zu berechnen oder die Dicke der hergestellten Teile zu überprüfen.
Eine der wichtigsten Softwarefunktionen bei einer Inspektion ist der Hitzekarten-Vergleich, bei dem Sie das Modell des realen Objekts und das Modell des nach einem Druck erstellten Teils übereinanderlegen. Sämtliche Abweichungen zwischen den Formen der beiden Modelle werden farblich hervorgehoben. Die Software zeigt Ihnen die genauen Abweichungswerte in jedem beliebigen Bereich an und berechnet sogar, ob das 3D-gedruckte Teil innerhalb der von Ihnen festgelegten Toleranzen liegt.
Im Zuge der Weiterentwicklung der Technologie und der Ausweitung ihres Anwendungsbereichs wird 3D-Druck in immer mehr Branchen zu einem festen Bestandteil. Unternehmen können nun neue Herausforderungen effizienter bewältigen und ihre Produktivität und Qualität bedeutend steigern, so wie auf andere Weise nur schwer zu erreichen wäre.
SCHLÜSSELPUNKT
Professionelle 3D-Scanner und Software spielen eine wesentliche Rolle bei der Nutzung von 3D-Druck – von der Erstellung wasserdichter 3D-Modelle realer Objekte bis hin zur Überprüfung und Validierung der Qualität 3D-gedruckter Teile. 3D-Scanner helfen Unternehmen in verschiedenen Branchen dabei, ihre Produktivität zu steigern und die Ressourcennutzung zu optimieren.
Die Bedeutung präziser 3D-Modelle für den 3D-Druck wird deutlich durch Anwendungsfälle in einer Vielzahl von Branchen – von der Fertigung über das Gesundheitswesen bis hin zur Denkmalpflege und noch vielen weiteren. Hochwertige 3D-Scans können sogar Leben verändern: So liefern beispielsweise mit Artec Eva erstellte Scans die Grundlage einer revolutionären Methode zum Entwerfen und Drucken maßgeschneiderte Masken für Kinder mit schweren Verbrennungen im Gesicht, damit deren Haut schneller heilen kann.
Andernorts unterstützen 3D-Scanning und -Druck die Nachrüstung schwerer Maschinen, die Umsetzung von Ideen in Kunst und Design, die Modifizierung von Autos zur Verbesserung ihrer Leistung und sogar die Schaffung von Prothesen für Tiere.
Angesichts der Vielzahl heute auf dem Markt verfügbaren Optionen kann die Auswahl eines Scanners, der allen Ihren Anforderungen entspricht, eine herausfordernde Aufgabe werden. Dieser Artikel bietet Ihnen eine Liste der Kriterien, die Sie berücksichtigen sollten, um eine fundierte Auswahl zu treffen.
Was ist bei der Auswahl eines 3D-Scanners für den 3D-Druck zu beachten?
Abhängig vom konkreten Anwendungsfall können einige Faktoren wichtiger werden als andere. Die folgende Checkliste konzentriert sich auf die für jedes 3D-Scan- und Druckprojekt wesentlichen Faktoren, wobei bestimmte Anwendungsspezifika hervorgehoben werden.
Genauigkeit
Bei den meisten Anwendungen von 3D-Druck, insbesondere in der Fertigung, ist die Datengenauigkeit entscheidend. Wenn ein 3D-gedrucktes Teil nicht fest einrastet, wird es nicht zu verwenden sein. Ebenso wird eine Prothese, die der Anatomie des Körpers des Trägers nicht vollkommen entspricht, wahrscheinlich unbequem sitzen und bald weggeworfen werden. Sie sollten sich daher stets der Toleranzen, die für die erfolgreiche Durchführung von additiven Fertigungsprojekten in Ihrem Bereich erforderlich sind, bewusst sein und in eine 3D-Datenerfassungslösung investieren, welche die erforderliche Genauigkeit garantiert. Artec 3D bietet eine Reihe professioneller 3D-Scanner mit unterschiedlichen Genauigkeitswerten an, die Sie hier einsehen können.
Geschwindigkeit
Je höher der Wert „Bilder pro Sekunde“, also die FPS-Rate, Ihres Scanners ist, desto mehr Schnappschüsse werden gemacht. Bei Scannern wie Artec Point kann dieser Parameter erstaunliche 120 FPS erreichen. Dank der der blitzschnellen Datenerfassung können Sie in kurzer Zeit noch mehr scannen. Achten Sie neben der Geschwindigkeit auch auf das Sichtfeld eines Scanners: Je größer dieses ist, desto größere Flächen deckt der Scanner ab, was Ihnen beim Scannen Zeit spart.
Auflösung
Die Auflösung wird üblicherweise als die kürzeste Distanz zwischen zwei beliebigen nächstgelegenen Punkten innerhalb einer Punktwolke oder zwischen zwei beliebigen nächstgelegenen Eckpunkten der Polygone, aus denen ein 3D-Netzmodell besteht, definiert. Eine gründliche Oberflächenerfassung hat folglich Einfluss auf die Schärfe des endgültigen 3D-Modells. Ein 3D-Scanner mit Submillimetergenauigkeit erfasst selbst die feinsten Oberflächendetails und liefert Ihrem 3D-Drucker genügend 3D-Daten, um das Fehlerrisiko beim Drucken zu minimieren.
Tragbarkeit
Je einfacher Ihr 3D-Scanner einzurichten ist, desto schneller können Sie mit dem Scannen beginnen. Sie sollten Ihren Scanner mitnehmen und lange genug eingeschaltet lassen können, wenn Sie vor Ort scannen möchten. Ein zusätzlicher Akku und ein Ladegerät können ebenfalls nützlich sein. Ein leichtgewichtiger Handscanners schaffen beim Scannen noch höheren Komfort. Jedoch wird bei handlichen Modellen höchstwahrscheinlich eine Verkabelung mit einem Laptop erforderlich, um Daten in Echtzeit an eine 3D-Scan-Software zu streamen. Kabellose Scanner sind demgegenüber möglicherweise schwerer, verfügen jedoch über einen integrierten Computer und müssen nicht an einen Laptop angeschlossen werden. Tragbarkeit ist ein zentrales Merkmal in einer Reihe von Anwendungsszenarien: vom Scannen von Patienten in Krankenhäusern über die Digitalisierung archäologischer Stätten und einzelner Artefakte bis hin zum Manövrieren um zerbrechliche Museumsstücke, um sie aus verschiedenen Winkeln aufzunehmen.
Nutzerfreundlichkeit
Ein intuitiver 3D-Scanner spart Ihnen jede Menge Zeit bei der Einarbeitung, was insbesondere dann relevant ist, wenn der Scanner von einem Team gemeinsam genutzt wird. Ebenso erweist sich die Nutzerfreundlichkeit als wichtig, wenn Sie mehrere Objekte scannen müssen. Eines der am einfachsten zu erlernenden Geräte für 3D-Datenerfassung ist der kabellose Scanner Artec Leo. Dank dem integrierten Touchscreen kommt das Scannen mit Leo dem Aufnehmen eines Videos mit einem Smartphone verblüffend nah. Stationäre Lösungen wie Artec Micro II vereinfachen den Vorgang noch weiter: Micro II scannt automatisch ein im Scanner platziertes Objekt und berechnet die besten Winkel für die Aufnahme, um sicherzustellen, dass die gesamte Oberfläche vollständig erfasst und kein Detail übersehen wird.
Vielseitigkeit
Ein vielseitiger Scanner kann hochwertige 3D-Scans von großen und kleinen Objekten liefern. Neben dem Scannen einer Reihe von Objekten erfordern einige Anwendungen das Scannen von Personen, was bedeutet, dass die Scantechnologie berührungslos und für die Augen sicher sein sollte. Zu den Scannern, die diese Anforderungen erfüllen, gehören Artec Leo, Artec Spider II und Artec Eva.
Auch die Umgebung beim Scannen kann sich unterscheiden, denn Sie werden möglicherweise sowohl drinnen als auch draußen scannen müssen. Für manche Anwendungen, wie den 3D-Druck von Figuren, sind texturierte Vollfarbscans unabdingbar, während beispielsweise bei Autoteilen die Farberfassung kaum oder gar nicht relevant wird. Überlegen Sie sich also alle möglichen Szenarien, in denen Sie einen 3D-Scanner benötigen könnten, und wählen Sie ein Gerät aus, mit dem Sie die gewünschten Ergebnisse erzielen können.
3D-Scanning für die additive Fertigung ist eine Zukunftsinvestition
Der 3D-Scanner Ihrer Wahl sollte jahrelang halten und jedes Mal qualitativ hochwertige Ergebnisse liefern. Daher ist es sehr unwahrscheinlich, dass sein Kaufpreis niedrig sein wird. Gleichzeitig sollte ein 3D-Scanner jedoch mehr sein als nur ein teures Stück Hardware: Er ist eine Investition und wird es Ihnen ermöglichen, die manuell durchzuführende Arbeit umfassend zu reduzieren und und bei 3D-Modellierung oder beim Durchführen von Messungen sehr viel Arbeitsstunden einzusparen.
Sie investieren in ein Produkt, das den Erfolg Ihrer Projekte garantieren soll. Wir empfehlen Ihnen daher, sich einen Moment Zeit zu nehmen, um selbst zu recherchieren, mit Hilfe verschiedener Scanner erstellte 3D-Modelle anzusehen, Bewertungen von Nutzern nachzuverfolgen und Antworten auf einige wichtige Fragen zu finden: Wird die Scanner-Marke meiner Wahl als zuverlässig beschrieben? Bietet der Hersteller einen effizienten Kundensupport? Was sagen Kunden zu den Produkten? Ist die zugehörige Software in der Lage, große Datensätze fehlerfrei zu verarbeiten? Bietet sie einen ausreichenden Werkzeugsatz oder müssen Sie für Ihren Workflow möglicherweise zusätzliche Software erwerben?
Probieren Sie den Scanner, den Sie kaufen möchten, aus, indem Sie beim Hersteller oder einem Händler eine persönliche Vorführung vereinbaren. Alternativ können Sie Scanner auch auf Messen in Aktion sehen. Machen Sie sich also am besten selbst ein Bild, ob der Scanner Ihre Erwartungen erfüllt und ob sich Ihre Investition langfristig auszahlt, indem Sie Musterobjekte scannen und die Daten verarbeiten.
3D-Druck von Zahnimplantaten, Schmuck und kleinen Industrieteilen mit komplexer Geometrie
Wenn jeder Mikrometer zählt und Sie kleinste Objekte wie Schmuck, Zahnimplantate oder andere sehr kleine Objekte erfassen müssen, sind eine präzise 3D-Lösung in metrologischer Qualität wie der stationäre, auf dem Arbeitstisch Platz findende Artec Micro II oder der tragbare Artec Spider II die beste Wahl. Micro II liefert eine Genauigkeit von 5 Mikrometern, liefert vollfarbige 3D-Modelle kleiner Industrieteile oder zahnmedizinischer Objekte und erreicht mit integrierter Photogrammetrie ein ganz neues Maß an Realismus. Der brandneue tragbare Spider II mit ultrahoher Auflösung wiederum erfasst problemlos komplexe Objekte, scharfe Kanten und feine Linien – und das ebenfalls mit einem beeindruckenden Detailgrad. Darüber hinaus verfügt dieser Scanner über ein weites Sichtfeld, sodass auch größere Teile mit demselben bemerkenswerten Detailgrad in 3D rekonstruiert werden können. Die beiden Scanner wurden speziell dafür entwickelt, winzige Objekte und komplizierte Geometrien mit großer Detailgenauigkeit in 3D zu scannen, damit Sie am Ende hochpräzise, druckfertige 3D-Modelle erhalten.
3D-Druck von Objekten mit komplexen Oberflächen
Wenn Sie ein 3D-Modell einer schwer zu erfassenden schwarzen oder glänzenden Oberfläche oder einer mit mehreren komplizierten Elementen benötigen, sollten Sie Artec Point in Betracht ziehen. Dieser Scanner liefert ultrapräzise Punktwolkendaten, wie sie für die Erstellung detailgetreuer 3D-Modelle von entscheidender Bedeutung sind. Artec Point erfasst selbst feinste Details mit einer Genauigkeit von bis zu 0,02 mm und eignet sich daher perfekt für Anwendungsfälle, in denen Objekte mit hoher Wiederholgenauigkeit erfasst werden müssen, wie etwa in den Bereichen Reverse Engineering oder Produktdesign. Sie erhalten saubere, zuverlässige Daten, die schnell verarbeitet und in druckfertige Modelle umgewandelt werden können, damit Teile entstehen, die sowohl qualitativ hochwertig als auch originalgetreu sind.
3D-Druck kleiner bis mittelgroßer Objekte: von Prothesen bis zu Museumsstücken
Artec Eva ist eine großartige Wahl für die Erstellung von 3D-Modellen von Körperteilen, Skulpturen, Innenraumelementen, mittelgroßen mechanischen Komponenten und noch vielem mehr. Evas Fähigkeit, Vollfarbdaten zu erfassen und verschiedene Oberflächentypen zu verarbeiten, führt zu scharfen, strukturierten Scans, die sich perfekt für den 3D-Druck eignen. Darüber hinaus ist der Scanner für verschiedene Anwendungen äußerst anpassungsfähig und vereinfacht den Arbeitsablauf, wann immer Sie ein hochwertiges 3D-Modell benötigen.
3D-Druck mittelgroßer bis großer Objekte: von Möbeln über Autos bis hin zu Maschinenteilen
Wenn Sie mittelgroße Objekte für Anwendungen wie Qualitätssicherung oder Reverse Engineering 3D-scannen müssen, sollten Sie sich einmal den kabellosen KI-gesteuerten Artec Leo mit integriertem seinem Touchscreen und Akku genauer ansehen. Die Verwendung tragbarer 3D-Scanner zur Datenerfassung ist sehr praktisch, da die Geräte problemlos überallhin mitgenommen werden können. Stundenlanges kontinuierliches Scannen ist möglich, ohne dass eine Stromquelle in der Nähe erforderlich wird.
3D-Druck bunter Objekte
Ein weiterer wichtiger Faktor, der Leo, Eva und Spider II wirklich hervorstechen lässt, ist ihre Farberfassungsfunktion. Wenn Sie 3D-Druck in Farbe benötigen, kann die Qualität der Farberfassung, die der Scanner leistet, fast genauso wichtig sein wie seine Fähigkeit, die genaue Form und Details des gescannten Objekts zu reproduzieren. Hochwertige Farben können Ihnen jede Menge Bearbeitungszeit ersparen und machen den Kauf zusätzlicher 3D-Modellierungssoftware für mögliche Farbanpassungen überflüssig. Die genannten Artec 3D-Scanner erfassen sowohl die Textur als auch die Geometrie eines Objekts präzise und erstellen ein 3D-Modell, das direkt an einen Farb-fähigen Drucker gesendet werden kann.
3D-Druck sehr großer Objekte: von Gebäuden über Fahrzeuge bis hin zu Kunsthandwerk
Das Scannen sehr großer Objekte wie Gebäude, Statuen, Flugzeuge, Lastwagen oder Windturbinen mit einigen tragbaren 3D-Geräten kann ziemlich zeitaufwändig und anstrengend sein. Hier macht das Erfassen mit professionellen LiDAR-Lösungen (Light Detection and Ranging) macht Ihren Arbeitsablauf deutlich effizienter. 3D-Scanner mit großer Reichweite und hoher Genauigkeit, wie zum Beispiel Artec Ray ll, sind speziell für die Erfassung großer Datenmengen für Inspektion, Bau, Vermessung und 3D-Druck konzipiert und liefern extrem detaillierte Scans großer Objekte.
Und schließlich: 3D-Software sorgt für den Feinschliff
Denken Sie daran, dass Software genauso wichtig ist wie Hardware! Die branchenführende Software Artec Studio wird jedes Jahr aktualisiert, um Arbeitsabläufe in verschiedenen Branchen zu beschleunigen und den Nutzern bahnbrechende Tools für die Verarbeitung, Bearbeitung, Modellierung, Analyse von 3D-Daten bereitzustellen. Egal, ob Sie Daten von einem 3D-Scanner, einem Smartphone, einer Drohne oder sogar einem Mikroskop verwenden, können Sie mit der neuesten Version von Artec Studio naturgetreue, kompakte und zum Drucken geeignete Modelle erstellen. Und mit der eingeführten KI-Photogrammetrie können Sie Bilder oder Videos in 3D-Modelle umwandeln, wodurch die Datenintegration von praktisch jedem Gerät aus möglich wird. Sobald Ihr Modell erstellt wurde, können Sie die Oberflächen ändern, verfeinern und alles schließlich CAD-fähige Daten umwandeln. Artec Studio erspart Ihnen zudem Stunden manueller Farbkorrektur und ermöglicht es Ihnen, Modelle direkt zum Drucken zu senden. Dies macht Artec Studio zu einer sehr guten Lösung für 3D-Modellierung und vollfarbigen 3D-Druck.
SCHLÜSSELPUNKT
Beim 3D-Druck ist die Software genauso wichtig wie die Hardware. Tools wie Artec Studio, Geomagic Design X und ZEISS INSPECT Optical 3D verbessern die Arbeitsabläufe und sind für das Erreichen hochwertiger 3D-Druckergebnisse von zentraler Bedeutung.
Zwei weitere Beispiele für Software, die bei 3D-Druckprojekten eine wichtige Hilfe sein kann, sind Geomagic Design X und ZEISS INSPECT Optical 3D. Design X ist unverzichtbar, wenn es darum geht, 3D-Scandaten in präzise CAD-Modelle umzuwandeln, da es komplexe Freiformobjekte in druckfertige Entwürfe umwandeln kann. Die fortschrittlichen Werkzeuge für Reverse Engineering in der Software wandeln 3D-Scandaten in parametrische CAD-Modelle um, sodass auch komplexe Geometrien für den 3D-Druck präzise repliziert werden. Design X lässt sich in andere gängige CAD-Software integrieren und sorgt so für reibungslose Übergänge zwischen Scannen, Entwurf und Fertigung, wobei eine qualitativ hochwertige Produktion von Anfang bis Ende garantiert ist.
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Die Software ZEISS INSPECT Optical wiederum spielt eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der Genauigkeit und Qualität von 3D-Scans. Ihre optische Messtechnologie bietet herausragende Präzision, sodass Sie mit minimaler Verzerrung detaillierte Scans von Teilen erhalten. Dieses Maß an Genauigkeit ist entscheidend für 3D-Druckprojekte, für die enge Toleranzen und Ergebnisse von höchster Qualität maßgeblich. Die ZEISS-Software verfügt über zuverlässige Analysetools für eine genaue Inspektion und Qualitätskontrolle von 3D-Modellen vor dem Drucken, sodass nur hochpräzise Daten in die Produktionsphase gelangen.
Sollten Sie Fragen zum Erfassen von Objekten für den 3D-Druck und/oder zur Auswahl des richtigen 3D-Scanners für Ihre Anwendung haben, so wenden Sie sich gerne an den Artec Support.
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