3D Scanner Comparison

Im folgenden möchten wir Ihnen einen kleinen Überblick über aktuelle und uns derzeit bekannten Hardware und Software Lösungen von 3D Scannern geben.

Da ein direkter Vergleich allein durch technische Daten nicht wirklich ausschlaggebend wäre, möchten wir im Folgenden erstmal die verschiedenen Konzeptideen von Scannern vorstellen.

Typische Fragen und Antworten zu 3D Scanner, Laser Scannern und Weißlichtscanner

3D Scanner sind Geräte, die Daten der räumlichen Strukturen realer Objekte mit Lasern und/oder Kamerasystemen und -sensoren aufnehmen und gegebenenfalls verarbeiten.Es gibt verschiedene Scan-Technologien um 3D Objekte einzuscannen, jede mit Ihren eigenen Vor- und Nachteilen.

Unterscheidung nach der Scanntechnik: - MLT Laserscanner (multi stripe laser triangulation) - Weißlicht Kamera Scanner - Laser Impuls basierte Scanner - Scanner mit Phasenverschiebung Unterscheidung nach der Portabilität und Größe: - Handyscanner - Desktop Scanner - Kombigeräte (3D Scanner und Drucker in einem)

Technisch unterscheidet man 3D Scanner vor allem nach der Reichweite der Scanner. Für relativ kleine Objekte, also Objekte für deren Vermessung kleine Reichweiten unter 2 Meter benötigt werden, setzt man hauptsächlich Weißlicht- und Laservermessungs-3D-Scanner ein. Für Reichweiten über 3m werden sogenannte Laserimpulsbasierte bzw. Laser mit Phasenverschiebung eingesetzt. Kurze Reichweite unter 2m: Laservermessungs-3D-Scanner Bild 01Laser-Triangulations-Scanner verwenden entweder eine Laserlinie oder einen einzelnen Laserpunkt, um über ein Objekt zu scannen. Ein Sensor nimmt das Laserlicht auf, das vom Objekt reflektiert wird. Unter Anwendung der trigonometrischen Triangulation berechnet das System die Entfernung vom Objekt zum Scanner. Der Abstand zwischen Laserquelle und dem Sensor ist genau bekannt, ebenso wie der Winkel zwischen dem Laser und dem Sensor. Während das Laserlicht vom gescannten Objekt reflektiert wird, kann das System bestimmen, in welchem Winkel das Licht zum Sensor zurückgeht und damit die Entfernung von der Laserquelle zur Oberfläche des Objekts. 3D-Scanner mit strukturiertem Licht (weißes oder blaues Licht) Bild 02Scanner mit strukturiertem Licht verwenden ebenfalls trigonometrische Triangulation, aber anstatt das Laserlicht zu betrachten, projizieren diese Systeme eine Reihe an linearen Mustern auf ein Objekt. Dann berechnen sie die Entfernung vom Scanner zur Oberfläche des Objekts, indem die Geräte die Kanten jeder Linie im Muster prüfen. Im Wesentlichen sieht diese Kamera keine Laserlinie, sondern den Rand des projizierten Musters. Die Berechnung der Entfernung erfolgt ähnlich. Große Reichweiten über 2m: Laserimpuls-basierte 3D-Scanner Bild 03Laserimpuls-basierte Scanner, auch als Laufzeit-Scanner bekannt, bauen auf einem einfachen Prinzip auf: Die Geschwindigkeit des Lichts ist sehr genau bekannt. Wenn wir also wissen, wie lange ein Laser braucht, um ein Objekt zu erreichen und zurück zum Sensor zu reflektieren, so wissen wir, wie weit das Objekt entfernt ist. Diese Systeme verwenden eine Schaltung, die für Millionen von Laserimpulsen auf die Picosekunde genau die Zeit misst, die das Licht benötigt, um vom Laser zum Objekt und zum Sensor zurückzukehren, und daraus jeweils die Entfernung berechnet. Durch Rotieren des Lasers und des Sensors (normalerweise mit einem Spiegel) kann der Scanner bis zu 360 Grad um sich selbst herum alles scannen. 3D-Scanner mit Laser-Phasenverschiebung Bild 04Laser-Phasenverschiebungssysteme gehören als eine weitere Art zur Laufzeit-3D-Scanner-Technologie und arbeiten vom Konzept her ähnlich wie Impuls-basierte Systeme. Zusätzlich zum Pulsieren des Lasers verändern diese Systeme auch die Leistung des Laserstrahls und der Scanner vergleicht die Phasenverschiebung zwischen dem ausgesendeten und dem wieder empfangenen Laserimpuls. Aus Gründen, deren Erklärung für diese Internetseitenvorstellung zu weitreichend sind, ist die Phasenverschiebungsmessung genauer.

Grundsätzlich besteht ein Laserscanner aus einem Scankopf und einer Treiber- und Ansteuerelektronik. Die Elektronik besteht aus einem leistungselektronischen Teil, der die Ströme für die Antriebe liefert, und aus einer z. B. auf einem PC oder eingebetteten System laufenden Scannersoftware, die die Treiberelektronik anspricht. Bei Messanwendungen wird das Ergebnis des Scanvorganges von Sensoren über den gleichen oder einen getrennten optischen Weg empfangen und üblicherweise von der gleichen Scannersoftware erfasst, die auch die anderen Komponenten anspricht und kontrolliert. Des Weiteren existieren Scanköpfe zum dreidimensionalen Lasermarkieren, die neben den zwei Spiegeln für X- und Y-Achse noch eine verstellbare Optik für die Tiefe, also die Z-Achse besitzen. Damit ist es möglich, den Laser auch in der dritten Dimension anzusteuern. Der Laserfokus kann dann in allen drei Raumdimensionen frei positioniert werden. Viele Lasercanner erlauben zusätzlich die Veränderung der Laserintensität.

Laser Scanner spielen eine Schlüsselrolle bei der Qualitätssicherung. Die digitale Erfassung von Formen und Oberflächen mittels Laser in 3D gelingt mühelos und präzise. In der Branche werden Laser Scanner vor allem zur Qualitätssicherung bei Geometrien und Oberflächen, aber auch für Reverse Engineering-Anwendungen, Montagevorgänge und Endkontrollen eingesetzt.

Ein 3D-Scanner lässt sich wie ein Taster schnell und einfach an einem Messarm anbringen oder arbeitet mit größter Genauigkeit als Teil eines Laser Tracker-Systems oder eines fixen Koordinatenmessgeräts.

Aus der vom Scanner erfassten Punktwolke generiert eine Software in Echtzeit 3D-Daten und erkennt eventuelle Abweichungen von den CAD-Vorgaben sofort. Berührungslose Scanner speichern binnen Sekunden Millionen von Punkten mit höchster Genauigkeit. Die daraus resultierende Punktwolke dient dann zur Erstellung eines CAD-Modells zur Reproduktion, Umgestaltung, Inspektion oder Archivierung des Werkstücks.

ID 3D scanner model Photo of the 3D scanner Preis Art Größe Gewicht Sensor Auflösung inkl. Farben? Portabilität Software/ Betriebssysteme
1 Escan 2.0 von 3D Digital Corp Please click on Video to open video in a pop-up window Escan 2.0 7800 Desktop (Laser Triangulation) 225mm x 200mm x 100 mm 2,4 kg 2 MP nein schlecht Windows
2 Optix 500M von 3D Digital Corp Please click on Video to open video in a pop-up window Optix 500M 40000 Desktop (Laser Triangulation) 325mm x 150mm x 100mm 4,0 kg 5 MP nein Schlecht Windows
3 iSense von 3D Systems Please click on Video to open video in a pop-up window 429 iPad Mount 119mm x 29mm x 27mm 0,095 kg 0.3 MP ja (PLY) sehr gut Apple iOs 7
4 Sense von 3D Systems Please click on Video to open video in a pop-up window 329 tragbar (MLT + Kamera) 178 mm x 129 mm x 33 mm 0,458 kg 0.3 MP ja (PLY) sehr gut Windows 7 8, Mac OS X
5 Artech Eva von Artech Please click on Video to open video in a pop-up window 13700 professionell (Blitzbirne + Kameras) 261mm x 158mm x 64mm 0,85 kg 1.3 MP ja gut Windows 7 8
6 Artech Spider von Artech Please click on Video to open video in a pop-up window 15700 professionell (Blitzbirne + Kameras) 190mm x 140mm x 130 mm 0,85 kg 1.3 MP ja gut Windows 7 8 x64
7 Go!SCAN 20 von Creaform Please click on Video to open video in a pop-up window 28000 tragbar/professionell (Weißlicht LEDs) 235mm x 178mm x 154mm 0,93 kg bis zu 0.1mm Genauigkeit (50–250 DPI) ja sehr gut Windows
8 Go!SCAN 50 von Creaform Please click on Video to open video in a pop-up window 28000 tragbar/professionell (Weißlicht LEDs) 251mm x 171mm x 150mm 0,95 kg bis zu 0.5mm Genauigkeit (50–150 DPI) ja sehr gut Windows
9 MetraSCAN 70-R von Creaform Please click on Video to open video in a pop-up window 60000 Robotergeführt/professionell (CMM) 282mm x 282mm x 250mm 2,75 kg Genauigkeit von bis zu 0,05 mm (0,002 in.), Laserfadenkreuz 70mm x 70mm ja gut Windows
10 MetraSCAN 210-R von Creaform Please click on Video to open video in a pop-up window 70000 Robotergeführt/professionell (CMM) 282mm x 282mm x 250mm 2,75 kg Genauigkeit von bis zu 0,1 mm (0,004 in.), Laserfadenkreuz 210mm x 210mm ja gut Windows
11 Structure Sensor from Occipital Please click on Video to open video in a pop-up window 349 iPad Mount 119mm x 29mm x 28mm 0,1 kg 0.3 MP ja (PLY) sehr gut Apple iOs 7
12 Rubicon 3D from Rubitech Please click on Video to open video in a pop-up window 499 Desktop (dual laser + Kamera) 200mm x 165mm x 165mm 2,0 kg 5 MP ja (PLY) okay Windows, Mac, Linux
13 3D Scanner from Matter and Form Please click on Video to open video in a pop-up window 599 Desktop (dual laser + Kamera) 533mm x 304mm x 108mm 1,71 kg 6 MP ja (PLY) gut Windows 7 x64, Mac OS 10.9
14 Scanify from Fuel3D Please click on Video to open video in a pop-up window 1199 tragbar (3 Blitzbirnen + 2 Kameras) 350mm x 255mm x 245mm 0,51 kg 3.5 MP (x2) ja sehr gut Windows 7, 8, Mac OS 10.8
15 Easyskan with XBOX 360 Kinect Sensor from Microsoft Please click on Video to open video in a pop-up window 99 Desktop (dual camera) 283mm x 73mm x 73mm 0,56 kg 0.3 MP ja sehr gut Windows 7, 8
16 Digitizer from Makerbot Please click on Video to open video in a pop-up window 949 Desktop (dual laser + Kamera) 475mm x 411mm x 203mm 3,0 kg 1.3 MP ja okay Windows, Mac, Linux