Ein 3D-Scanner ist ein fortschrittliches technologisches Gerät, mit dem die dreidimensionale Geometrie und Oberflächentextur eines Objekts erfasst und in ein digitales Modell umgewandelt werden kann. Es findet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in der Fertigung, im Baugewerbe, im Gesundheitswesen, bei der Erhaltung des kulturellen Erbes und in der virtuellen Realität und bietet zahlreiche Innovationen und Lösungen in verschiedenen Branchen.
Die frühesten Messmethoden basierten auf Kontakt-, dargestellt durch 3D-Koordinatenmessgeräte (KMG). Sie erreichten zwar eine Genauigkeit im Mikrometerbereich (0,5 mm), doch ihre Größe, die hohen Kosten und die Unfähigkeit, weiche Objekte zu messen, schränkten ihre Anwendung ein.
Dann entstanden berührungslose-Messmethoden, die hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt sind:
Passive Methoden erfordern keine spezielle Lichtquelle und verlassen sich beim Scannen vollständig auf die natürlichen Lichtbedingungen rund um das Objekt. Sie verwenden häufig binokulare Technologie, weisen jedoch eine geringe Genauigkeit auf und können nur Objekte mit geometrischen Merkmalen scannen, was den Anforderungen vieler Bereiche nicht gerecht wird.
Aktive Methoden projizieren gezieltes Licht auf das Objekt. Das Laserlinienscannen ist eine repräsentative Technologie mit relativ hoher Genauigkeit. Da jedoch jeweils nur ein Lichtstrahl projiziert werden kann, ist die Scangeschwindigkeit langsam. Darüber hinaus können Laser in bestimmten Bereichen nicht eingesetzt werden, da sie lebende Organismen und wertvolle Gegenstände schädigen können.
Eine aufstrebende Technologie ist das Scannen mit strukturiertem Licht. Auch strukturiertes Licht ist eine aktive Methode; Es projiziert mehrere Lichtstrahlen gleichzeitig durch Projektionen oder Gitter, um eine Oberfläche eines Objekts einzufangen. Zur Vervollständigung des Scans sind nur Informationen von wenigen Oberflächen erforderlich. Seine größten Vorteile sind:
hohe Scangeschwindigkeit und Programmierbarkeit.
Eine weitere Technologie basiert auf dem Prinzip der niederfrequenten Pulswelle (niederfrequente Schallwelle) und wird hauptsächlich bei der Füllstandmessung eingesetzt. Basierend auf einem zwei-Array-Beamformer, der Niederfrequenzimpulse sendet, empfängt ein 3D-Füllstandscanner die Echos von Materialien in Silos, Kammern oder anderen Behältern. Der digitale Signalprozessor des Geräts tastet die empfangenen Signale ab und analysiert sie. Durch Schätzung der Ankunftszeit und -richtung der Echos erstellt der Prozessor eine dreidimensionale Karte der Materialoberfläche. Dieses Bild wird mithilfe einer proprietären Berechnungsmethode verarbeitet, um ein 3D-Bild zu erzeugen, das auf einem Remote-Bildschirm angezeigt werden kann. Das Füllstandsmessgerät kann dann das Volumen und die Masse des Materials genau bestimmen und ermöglicht so die Überwachung des Prozessniveaus und die Bestandskontrolle, um ein neues Niveau zu erreichen. Eine genaue Materialerkennung durch Füllstandsmessgeräte kann die betriebliche Effizienz und die Verwaltungsfunktionen verbessern, kostenintensive Notfälle reduzieren und die Umsatzrendite beschleunigen.
