Wissensbasis
.stl-Datei
Eine STL-(Stereolithography) Datei ist im Kern ein Netz aus Dreiecken, das die äußere Form eines 3D-Objekts beschreibt – optimiert für einfache Verarbeitung im 3D-Druck. Eine STL-Datei speichert ein Objekt als sogenanntes Mesh: Die Oberfläche wird vollständig in Dreiecke zerlegt, jedes Dreieck wird durch 3 Punkte im Raum (Koordinaten) beschrieben, zusätzlich gibt es eine Normale (Richtung der Oberfläche), wichtig für innen/außen. Dabei gilt, je mehr Dreiecke, desto glatter wirkt das Modell, aber desto größer wird die Datei.
.iges-Datei
Eine IGS-(Initial Graphics Exchange Specification) Datei ist im Kern eine präzise mathematische Beschreibung eines 3D-Objekts, geeignet für Konstruktion, Austausch und Fertigung – nicht für direkten 3D-Druck. Sie besteht aus NURBS-Flächen (glatte, frei formbare Oberflächen), Splines und Bézier-Kurven, sowie exakten Kreise, Zylinder und Ebenen. Das Ergebnis ist eine extrem präzise Geometrie, welche ideal für Konstruktion und Fertigung ist.
.step-Datei
Eine STEP- (Standard for the Exchange of Product Data) Datei ist im Kern die gleiche, präzise mathematische Beschreibung eines 3D-Objekts wie .igs, aber stellt nicht nur die Geometrie dar, sondern ein komplettes technisches Produktmodell. Sie enthält Geometrie (Flächen, Volumen), Topologie (wie Flächen verbunden sind), Produktstruktur (Einzelteile, Baugruppen) und die Metadaten (Material, Namen, Versionen – je nach Variante, nicht bei Scan-Daten!)
IR-Modus
Der Laser verwendet Infrarotlicht bzw. IR-VCSEL-Technologie anstelle von Laserlinien.
Der Scanner erfasst dabei die Oberfläche über das projizierte Infrarotmuster.
Es werden Objekte ohne Marker gescannt.
Besonders für Werkstücke mit vielen Merkmalen geeignet.
Laser-Modus
Der Scanner projiziert Laserlinien auf das Bauteil. Die Kameras erfassen, wie diese Linien durch die Form der Oberfläche verformt werden. Daraus wird die 3D-Geometrie berechnet.
Die Laserlinie liefert eine sehr präzise geometrische Information über die Oberfläche.
Deshalb ist dieser Modus für technische Bauteile und Messaufgaben gedacht. Der Laser-Scanmodus hat eine Genauigkeit von bis zu 0,02 mm und die volumetrische Genauigkeit beträgt 0,02 + 0,033 mm/m
VCSEL Laser
Ein VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) ist ein Halbleiterlaser, der Licht senkrecht zur Chipoberfläche abstrahlt. Im Inneren besitzt er einen sehr kurzen optischen Resonator mit zwei hochreflektierenden Spiegeln, die das Licht verstärken. Im Gegensatz dazu emittieren klassische Laserdioden das Licht seitlich aus der Chipkante und sind meist auf hohe Leistung und große Reichweiten ausgelegt. LEDs unterscheiden sich grundsätzlich, da sie kein Laserlicht erzeugen, sondern breit gestreutes, inkohärentes Licht abgeben. VCSEL liefern im Vergleich ein gut gebündeltes, kreisförmiges Laserstrahlprofil und sind besonders energieeffizient. Durch ihre Bauweise lassen sie sich leicht in Arrays integrieren, was sie für Sensoranwendungen sehr attraktiv macht. Typische Einsatzgebiete sind 3D-Sensorik wie Face ID, LiDAR-Systeme und kurze optische Datenübertragungen in Rechenzentren. Insgesamt sind VCSEL eine kompakte und präzise Lasertechnologie zwischen den leistungsstarken Laserdioden und den einfachen LEDs.
DSGVO-Cloud
Ein deutscher Cloud-Anbieter speichert Ihre Daten in Rechenzentren innerhalb Deutschlands und unterliegt damit den strengen deutschen und europäischen Datenschutzgesetzen. Dadurch profitieren Sie von einer DSGVO-konformen Verarbeitung Ihrer Daten und klar geregelten Datenschutzstandards. Zudem verfügt das Unternehmen über ein geprüftes Managementsystem für Informationssicherheit und erfüllt die Anforderungen der ISO/IEC 27001 für den zertifizierten Geltungsbereich.Deutsche Anbieter legen besonderen Wert auf Datensicherheit, verschlüsselte Übertragungen und transparente Prozesse. Im Vergleich zu vielen internationalen Anbietern besteht eine höhere Rechtssicherheit hinsichtlich des Zugriffs auf gespeicherte Daten. So können Sie sensible Informationen sicher austauschen und darauf vertrauen, dass Datenschutz und Datensouveränität konsequent berücksichtigt werden.
Genauigkeit
Grundsätzlich wird bei 3D-Scans zwischen zwei Arten der Genauigkeit unterschieden:
Scan-Genauigkeit (Accuracy) beschreibt die Präzision eines einzelnen Scanvorgangs, also die Genauigkeit einer vollständigen Erfassung eines Objekts.
Volumetrische Genauigkeit (Volumetric Accuracy) ist ausschlaggebend wenn für ein Objekt mehrere Scans erforderlich sind – beispielsweise bei großen, komplexen oder verwinkelten Bauteilen, die nicht in einem einzigen Durchgang erfasst werden können, ohne das Objekt zu bewegen, müssen mehrere Teilscans erstellt und anschließend zusammengeführt werden. In solchen Fällen spielt die volumetrische Genauigkeit eine entscheidende Rolle. Die volumetrische Genauigkeit beschreibt die Gesamtgenauigkeit über mehrere Erfassungen hinweg. Sie nimmt mit zunehmender Größe des gescannten Objekts bzw. Bereichs ab. Insbesondere bei der Digitalisierung größerer Objekte, wie beispielsweise Fahrzeugen, oder Maschinen, ist die volumetrische Genauigkeit ein wichtiger Faktor. Sie sollte daher berücksichtigt werden, wenn nicht nur Einzelscans, sondern Mehrfacherfassungen durchgeführt werden sollen. Die Scan-Genauigkeit wird in der Regel in Millimetern (mm) angegeben, während die volumetrische Genauigkeit meist in Millimetern pro Meter (mm/m) spezifiziert wird.
Beispiel:
0,05 mm + 0,15 mm/m
Bei einem 2,50 Meter langen Bauteil ergibt sich daraus eine Gesamtgenauigkeit von:
0,05 mm + (0,15 mm × 2,5) = 0,425 mm
Dies ist der Unterschied zwischen Scan- und volumetrischer Genauigkeit.
Auflösung
Die Auflösung beschreibt, wie fein der Scanner die Oberfläche eines Bauteils erfassen kann.
Anders formuliert: Man kann sich das wie ein Raster aus vielen Messpunkten vorstellen.
Grobe Auflösung: wenige Messpunkte → kleine Details können verloren gehen.
Hohe Auflösung: viele, dichter beieinanderliegende Messpunkte → auch kleinste Strukturen können erfasst werden.
Dabei entspricht die höchste Detailstufe ca. der Dicke eines menschlichen Haares = 0,05mm!
Was aber wiederum ein große Datenmenge verursacht. Aus diesem Grund wählt man die Auflösung in Abhängigkeit zu der notwendigen Detaillierung der 3D-Daten.
Optimierung
Optimiert die Daten und verbessern deren Klarheit. Je höher das Niveau, desto weniger kleine Details bleiben erhalten.
Ohne: Ohne Optimierung.
Niedrig: Optimiert die Daten leicht und bewahrt die Datencharakteristik.
Standard: Reduziert das Rauschen auf der Oberfläche der Scandaten.
Hoch: Reduziert das Rauschen auf der Oberfläche der Scandaten und macht die Daten glatter.
Single-Line-Mode
Beim Scannen tiefer Löcher wird bei dieser Funktion die Scantiefe und die Vollständigkeit der erfassten Daten verbessert.
Hinweis: Durch die Aktivierung mit gleichzeitiger Optimierung in Bezug auf tiefe Löcher kann das Rauschen in den Scandaten zunehmen.
Vereinfachung,
Max Dreiecke
Die Einstellung "Vereinfachung, oder „Max Dreiecke“ gibt die maximale Anzahl von Dreiecken vor, die das erzeugte Mesh haben soll. 20 Mio. beschreibt die obere Grenze für die Anzahl der Mesh-Dreiecke. Eine zu hohe Quantität an Dreiecken verursachet bei großen Scans sehr große Datenmengen, welche bei der Weiterverarbeitung in CAD, oder 3D-Druck oft zu erheblichen Problemen führen kann.
Glätten
Unebenheiten oder Störungen auf der Oberfläche des 3D-Scans werden durch das Glätten reduziert, ohne die eigentliche Form des Bauteils zu verändern. Das "Rauschen" kann beispielsweise entstehen durch:
- Glänzende oder reflektierende Oberflächen
- Sehr feine Oberflächenstrukturen
- Ungünstige Scanbedingungen
- Mehrere Scanaufnahmen, die miteinander verrechnet wurden.
Kanten-Optimierung
Dabei werden die äußeren Randbereiche des Scans besser geschlossen und weniger unruhig dargestellt. Dies bezieht sich auf die Außenkanten bzw. Begrenzungen des gescannten Bereichs. Die Randpunkte könnten unregelmäßig, ausgefranst oder lückenhaft sein. Der Rand wird beim Vernetzen gleichmäßiger und geschlossener aufgebaut. Die Software reproduziert dabei ein Dreiecksnetzes welches an den Randbereichen mehr zusammenhängende Mesh-Flächen darstellt. Diese Option bezieht sich speziell auf die Randdaten bei der Vernetzung.
Mesh Bearbeitung / Remesh
Die Software erzeugt in stark gekrümmten Bereichen zusätzliche, kleinere Dreiecke, damit die Form dort genauer abgebildet wird. Ein Mesh besteht aus Dreiecken. Eine stark gekrümmte Oberfläche kann mit wenigen großen Dreiecken ggf. nur ungenau dargestellt werden. Ebene oder planare Flächen dagegen, können auch mit wenigen Dreiecken exakt wiedergegeben werden.
Automatisches Entfernen von Kleinteilen
bedeutet dass die Software beim Bearbeiten des Meshes kleine, vom eigentlichen Bauteil getrennte oder unerwünschte Mesh-Bereiche automatisch erkennt und entfernt. Gemeint sind typischerweise kleine isolierte Mesh-Inseln, dies entsteht mitunter durch:
- Messrauschen
- Reflexionen
- zufällig erfasste Fremdflächen
- Staub oder kleine Partikel
- einzelne fehlerhafte Scanpunkte
Mit der Aktivierung erkennt die Software solche kleinen, vom Hauptmesh getrennten Bereiche und löscht sie.
Auto-Lochfüllung
Die Auto-Lochfüllung ist eine Funktion, mit der die Software Löcher im bereits erzeugten Mesh automatisch schließt. Es werden alle Löcher gefüllt, deren Umfang kleiner als der eingegebene Grenzwert ist. Die Auto-Lochfüllung erzeugt dort neue Mesh-Dreiecke. Es berechnet die fehlende Oberfläche anhand der Umgebung. Flat-Füllung orientiert sich hauptsächlich an den Randpunkten flacher Bereiche. Tangent berücksichtigt zusätzlich die Richtung der angrenzenden Oberfläche. Curvature berücksichtigt die Krümmung der angrenzenden Oberfläche stärker gewölbte/runde Flächen. Auto-Lochfüllung verbessert nicht die Messgenauigkeit des Scans. Sie macht das Mesh vollständig, indem sie die fehlende Geometrie berechnet.
Manuelle Lochfüllung
Die Manuelle-Lochfüllung wird basierend auf einem visuellen Check der Scandaten von dem Anwender vorgenommen. Alle weiteren Paramter entsprechen dem Vorgang "Auto-Lochfüllung"
Verunreinigungen am Bauteil und deren Auswirkungen auf das Scan-Ergebnis
Ja nach Detailgrad des Scanners werden Einzelheiten in der Stärke eines menschlichen Haares erfasst. Dabei unterscheidet das Gerät nicht zwischen Geometrie und z. B. Verunreinigungen, oder Reste eines Aufklebers,..... Aus diesem Grund MUSS das Bauteil maximal gereinigt vorliegen!
