3d Scanner nøkkelen til presis digitalisering av fysiske objekter

En 3d scanner brukes til å gjøre fysiske objekter om til nøyaktige, digitale 3D-modeller. Skanneren måler form og ofte farger på en gjenstand, og sender dataene inn i en programvare som bygger opp en digital kopi. Denne kopien kan brukes til konstruksjon, kontroll, reparasjon, dokumentasjon eller 3D-printing.

Mange forbinder 3D-teknologi først og fremst med 3D-printere, men skanning er like viktig. Uten gode data inn, blir resultatet ut igjen dårlig enten målet er en perfekt tilpasset ortopedisk støtte, en reservedel som ikke lenger produseres, eller en detaljert inspeksjon av et maskindel.

Under ser vi nærmere på hvordan ulike skannertyper fungerer, hvilke bruksområder som er mest vanlige, og hva som skiller en enkel hobbyskanner fra profesjonelt utstyr.

Hvordan en 3d scanner fungerer i praksis

En 3d scanner samler inn et stort antall målepunkter fra overflaten på et objekt. Disse punktene danner først en punktsky, som programvaren deretter omgjør til et mesh et nettverk av små trekanter som beskriver hele formen.

Tre hovedteknologier går igjen:

1. Laser og strukturert lys
Skannere basert på laser eller strukturert lys sender ut lysmønstre mot objektet, og kameraer registrerer hvordan mønstrene deformeres. Ut fra dette kan systemet regne ut avstander med høy nøyaktighet.
– Laser egner seg godt til komplekse former og gir ofte god presisjon.
– Strukturert lys bruker projiserte striper eller mønster og er vanlig på håndholdte skannere til produktutvikling og design.

2. Lidar
Lidar sender ut laserpulser og måler tiden de bruker på å treffe en overflate og komme tilbake. Denne teknologien brukes ofte til større områder og objekter, som rom, kjøretøy eller større installasjoner.
Moderne lidar-skannere får stadig høyere oppløsning og kan kombinere informasjon fra flere kameraer for å gi farger og mer detaljer.

3. Fotobasert skanning (fotogrammetri)
Her brukes et sett med bilder tatt fra mange vinkler. Programvaren finner felles punkter i bildene og beregner en 3D-modell.
Fordelen er at man kan bruke relativt enkel maskinvare, men prosessen krever ofte mer jobb i programvaren og kan være mer sårbar for dårlige lysforhold.

Valg av teknologi handler om balansen mellom nøyaktighet, hastighet, pris og type objekter. En smykkedesigner trenger høy detaljgrad på små objekter, mens en entreprenør som skal dokumentere en byggegrop er mer opptatt av rekkevidde og robusthet.

Typiske bruksområder for 3d skanning

3D-skanning brukes i dag i et bredt spekter av bransjer, både til prototyper og serieproduksjon, og i service og dokumentasjon. Noen av de vanligste bruksområdene er:

1. Reverse engineering
Når en original tegning mangler, eller en del er så gammel at produsenten ikke lenger finnes, kan en skanner lage en nøyaktig digital kopi.
Ingeniører kan så justere formen, legge til forsterkninger, eller tilpasse delen til nye krav før den produseres på nytt eller 3D-printes.

2. Kvalitetskontroll og metrologi
I industrien brukes skannere til å sjekke om en produsert gjenstand faktisk stemmer med CAD-modellen.
Programvaren kan fargekode avvik, for eksempel ved å vise hvor en støpt del er for tykk eller for tynn. Slik kan man raskt spore feil i produksjonen og unngå dyre feilserier.

3. Ortopedi og medisinske hjelpemidler
Ortopediske verksteder bruker ofte skannere til å måle pasienters kroppsdeler, for eksempel fot, legg eller rygg.
En digital modell gir et bedre utgangspunkt for å utforme skinner, innleggssåler eller proteser som sitter komfortabelt og gir riktig støtte. I tillegg blir prosessen raskere og mindre ubehagelig enn tradisjonell gipsing.

4. Smykker, kunst og kulturminner
Kunstnere og gullsmeder skanner håndlagde former for å bearbeide dem videre digitalt eller produsere varianter.
Museer og kulturinstitusjoner bruker skannere til å dokumentere og bevare verdifulle gjenstander. Digitale kopier kan deles, forskes på og til og med 3D-printes, uten at originalen utsettes for slitasje.

5. Store objekter og miljøer
Med lidar og avanserte laserskannere kan man kartlegge bygninger, båter, kjøretøy og anlegg.
Slike datasett brukes blant annet til ombygging, tilstandsvurdering, kollisjonskontroll mellom fag (for eksempel VVS og elektro i et bygg), eller til visualisering i VR.

Behovene varierer mye. Derfor ser vi alt fra rimelige bordskannere som dekker enkle hobbyprosjekter, til robuste industriskannere med IP-klassifisering, integrert prosessor og høye krav til nøyaktighet og stabilitet.

Hva man bør vurdere før man kjøper 3d scanner

Før man investerer i en skanner, lønner det seg å stille noen konkrete spørsmål. Det gir bedre sjanse for å velge riktig utstyr første gang:

1. Hvilke objekter skal skannes?
– Små deler under 10 cm krever ofte høy oppløsning og kort arbeidsavstand.
– Store objekter over 2 meter trenger større synsfelt og lengre rekkevidde.
– Blanke, mørke eller transparente overflater kan være vanskelige og krever enten mer avansert skanner eller bruk av skannerspray.

2. Hvilken nøyaktighet trenger man egentlig?
Mange produkter markedsføres med svært lave tall, som 0,020,05 mm nøyaktighet. I praksis er spørsmålet: Hvor små avvik tåler prosjektet?
– Til smykker og tannrelaterte produkter trengs ofte svært god detaljgrad.
– Til grov reverse engineering av en stor maskindel er kravet ofte mer romslig.

3. Hvordan skal dataene brukes videre?
Skal modellen rett inn i CAD, 3D-printing eller kun visualisering?
– Til videre konstruksjon i CAD er det en fordel med programvare som har verktøy for reverse engineering og overflatebygging.
– Til visualisering er teksturkvalitet og fargegjengivelse viktigere.

4. Arbeidsflyt og programvare
Selve skanneren er bare halve løsningen. Programvaren avgjør ofte hvor effektiv hverdagen blir.
– Automatisk registrering av flere skann, enkel fjerning av støy og gode eksportmuligheter sparer mye tid.
– Håndholdte skannere med innebygd prosessor kan korte ned PC-krav og gjøre skanningen mer mobil.

5. Budsjett, support og reservedeler
Pris er viktig, men bør veies opp mot service, garanti og tilgang på tilbehør som markører, skannerspray og reservedeler.
En billig skanner uten support kan fort bli dyr hvis prosjektet stopper opp. For bedrifter er det ofte vel så viktig med en trygg leverandør som kjenner både utstyret og bruksområdene.

For norske brukere som ønsker profesjonell veiledning, et bredt utvalg av skannere innen laser, strukturert lys og lidar, samt tilbehør og utleie, kan det være fornuftig å se nærmere på Stratum3D. De tilbyr både produkter, støtte og praktisk erfaring innen 3D-skanning og tilhørende teknologi.