3D-Scannen ist eigentlich wie das Schälen einer Banane. Diese Erkenntnis stand hinter der Namensgebung von Peel 3D und dem zugehörigen Logo. Und wie eine Banane relativ einfach zu schälen ist, so relativ einfach ist das Scannen mit einem Peel 3D Scanner.
Funktionsweise der Peel 3D Scanner
Die Peel 3D Scanner arbeiten mit strukturiertem weissen Licht. Das bedeutet, dass der Scanner einen kleinen Projektor besitzt, der ein spezifisches Muster auf die zu scannenden Fl¨chen wirft. Je eine Kamera oben und unten am Scanner nehmen das resultierende Bild auf. Daraus kann dann die Form und Lage im dreidimensionalen Raum berechnet werden. Das Resultat ist eine Punktewolke, die in einem sogenannten Frame zusammengefasst ist. Jeder einzelne Frame ist natürlich mit nicht unerheblichen geometrischen Unsicherheiten belastet. Daher werden viele Frames zusammengefasst um ein präzises und korrektes Resultat zu erhalten.
Wie weiss nun der Scanner, wie er die einzelnen Frames kombinieren muss, d.h. wie die einzelnen Punktewolken zueinander anzuordnen sind? Peel 3D Scanner arbeiten grundsätzlich mit drei möglichen Orientierungshilfen:
- Fixpunkte, d.h. sogenannte Targets (Peel1, Peel2, Peel2-S)
- Geometrie / Struktur des Scanobjekts (Peel1, Peel2, Peel2-S)
- Textur des Scanobjekts (Peel2, Peel2-S)
Am einfachsten für den Scanner sind Teilegeometrien, die sehr charakteristisch sind und sich nicht wiederholen. Ein solches Objekt, wenn es denn eine gut scanbare Oberfläche hat (siehe dazu unten), kann rasch und ohne Hilfsmittel gescant werden.
Schwieriger wird es, wenn ein Teil Symmetrien aufweist, wenn eine Teilgeometrie mehrere Male auftritt oder aber wenn grosse Flächen ohne charakteristische Merkmale vorhanden sind. Dann kann die Orientierung des Scanners schon mal verloren gehen. Dann helfen sogenannte Targets, das sind spezielle kreisförmige Aufkleber, weiter. An ihnen kann sich der Scanner orientieren. Sieht er immer so vier bis fünf von ihnen, wird er nie den Anschluss verlieren.
Die dritte Methode der Positionierung geschieht über die Textur, d.h. Muster und Farben der Oberfläche des Scanobjekts. Das ist z.B. bei Gegenständen aus natürlichen Materialien eine sehr geeignete Methode. Stein, Holz, etc. haben ein natürliches Oberflächenmuster, das sich kaum je wiederholt. Auch Körperteile können sehr gut mit der Textur-Methode gescant werden. Dabei hat natürlich die Haut eines älteren Menschen eine sehr viel ausgeprägtere Textur als diejenige eines Babys. Bei der Textur-Orientierungs-Methode sucht sich der Scanner natürliche Targets in Form von charakteristischen Details in der Textur und markiert diese dann auch im Scan-Bild.
Die verschiedenen Peel 3D Modelle
Das Peel 3D Portfolio besteht aus drei verschiedenen Scanner in zwei Familien, dem Peel1 und den beiden Geräten Peel2 und Peel2-S. Die Geräte der Peel2 Familie sind in zusätzlich in einer Spezialvariante für Reverse Engineering erhätlich.
Einsteiger-Modell Peel1
Das Einsteigermodell Peel1 ist ein preisgünstiger, ässerst leichter Handheld-Scanner mit grossem Funktionsumfang der mitgelieferten Software. Mit seinen nur 850 g ist er sehr einfach in der Hand zu halten und entlang des zu scannenden Objekts zu führen. Geeignet ist er für Objekte im Grössenbereich zwischen 30 cm und 3 m. Mit einer Genauigkeit von 0.25 mm ist er gut fü Oberflächen mit moderaten Details und weichen Kanten geeignet. So ist er z.B. für das Scannen von Körperteilen ideal.
Da der Scanner nicht über eine Textur-Kamera verfügt, ist es weder möglich, zur Orientierung eine Textur zu verwenden noch eine solche zu erfassen. Daher stehen mit diesem Scanner nur zwei Orientierungs-Modi zur Auswahl: Scannen nach Targets oder nach Targets und Geometrie. Gerade aber die zweite Methode ist sehr mächtig und in sehr vielen Fällen komplett ausreichend.
Vielseitige Alltagsscanner: Peel2 und Peel2-S
Die Modelle Peel2 und Peel2-S sind leichte, Alltagsscanner für eine Breite Palette an Anwendungen. Gegenüber dem Peel1 verfügen diese beiden Scanner über eine zusätzliche Kamera, welche die Textur eines Objektes erfasst. Damit ist es einerseits möglich, die Textur als Orientierungshilfe anzuwenden, was gerade bei natürlichen Gegenständen und Scanobjekten sehr nützlich ist. Andererseits kann auch die Textur selbst zusätzlich zu den Oberflächendaten erfasst werden, was die Erstellung von digitalen Zwillingen realer Objekte ermöglicht. Die Auflösung beträgt bei beiden Modellen 0.1 mm, was die Erfassung auch kleinerer Details erlaubt.
Der Unterschied zwischen dem Peel2 und dem Peel2-S ist der Scanbereich und die Feldtiefe - kurz - die Objektgrösse. Während der Peel2 Objekte von 30 cm bis zu drei Metern gut erfassen kann, beträgt der ideale Objektgrössenbereich beim Peel2-S 5-50 cm. Auf den Scanbereich bezogen bedeutet dies 380 x 380 mm für den Peel2 und 143 x 108 mm für den Peel2-S.
In der Peel-Software stehen bei diesen Modellen viele Scan- und Meshbearbeitungswerkzeuge zur Verfügung sowie die Möglichkeit, einfache Formen wie Flächen, Kreise, Zylinder etc. an Scan-Details zu fitten. Meshes können exportiert werden, angefittete Formen jedoch nicht.
Reverse Engineering mit Peel2 CAD und Peel2 CAD-S
Bei den Modellen Peel2 CAD und Peel2 CAD-S handelt es sich physisch um die gleichen Scanner wie im vorangegangenen Abschnitt. Der Unterschied findet sich im Software-Umfang. Mit den CAD-Modellen ist eine Mesh-Genauigkeit von 0.1 mm möglich während sie bei den Standard-Modellen 0.5 mm beträgt. Zudem können eine Vielzahl von Formen an Scan-Details angefittet werden. Diese Formen können anschliessend wie auch die bearbeiteten Meshes in ein CAD-Programm der Wahl exportiert werden. Damit sind diese Modelle die ideale Ausrüstung, wenn es um Reverse Engineering geht. Die Freischaltung der zusätzlichen Software-Fähigkeiten erfolgt mittels eines USB-Dongles.
Der USB-Dongle für die Peel2CAD Software ist auch einzeln erhätlich. Bestehende Peel2 und Peel2-S Scanner können damit zu Peel2 CAD und Peel2 CAD-S aufgerüstet werden.
Anwendungsfelder für die Peel 3D Scanner
Peel 3D Scanner sind ideal für Anwendungen im mittleren Grössenbereich, d.h. für Objekte zwischen 5 cm und 3 m. Man wird damit also weder Mikrostrukturen noch ganze Gebäude scannen.
Die typischen Anwendungsfelder für Peel 3D Scanner sind:
- Technische Teile wie Geäuse, Graugussteile, vergriffene Ersatzteile, Autoteile, etc.
- Bewegliche Kulturgüter wie Skulpturen, Reliefs, antike Möbel, Ausgrabungsgegenstände, etc.
- Körperteile von Menschen und Tieren
- Natürliche Strukturen wie Baumteile (z.B. Rinde), Gesteinsformationen, Versteinerungen, etc.
Doch gibt es bei diesen Anwendungsfelder ev. auch Einschränkungen? Theoretisch ja, denn wie alle Scanner, die mit strukturiertem Licht arbeiten, bekunden auch die Peel 3D Scanner etwas Mühe mit bestimmten Oberflächen. So sind spiegelnde oder gar durchsichtige Oberflächen der natürliche Feind des Scanners. Hier hilft nur der Einsatz eines Scan-Sprays, welcher der Oberfläche den Glanz nimmt. Dann werden auch die funkelndsten Alu-Felgen zum einfachen Scan-Objekt.
Eine andere Herausforderung sind Haare oder Fell. Hier wird das Licht effektiv an der Oberfläche gestreut statt reflektiert. Da es sich in vielen Fällen vermutlich um lebende Objekte handelt, sollte hier anstelle des Scanner-Sprays ein verträglicheres Mittel wie etwa Trockenshampoo zum Einsatz kommen, dass durch das Verkleben der Haare eine scanbare Oberfläche schafft.
Peel 3D betreibt auf Instagram einen eigenen Kanal, auf dem immer wieder neue Anwendungs-Stories veröffentlicht werden und die alle möglichen Kategorien umfassen.
Testberichte zu Peel 3D Scanner
Unlängst wurde für den Peel 2-S bei 3dprintingindustry.com ein ausführlicher Testbericht veröffentlicht. Darin verlinkt ist auch ein Test des Peel1 Scanners.
Schon ein paar Monate älter sind die Tests bei DEVELOP3D und bei All3DP.
Peel 3D Produkte werden von der kanadischen Firma Ametek produziert, welche seit 2002 erfolgreiche professionelle Scanner unter der Marke Creaform produziert und vertreibt. In einigen Testberichten tauchen dann auch die Creaform-Namen auf, unter denen die Geräte der Peel2-Familie früher liefen.
Peel 3D bei DIM3NSIONS
Produkte, auch wenn Sie verhältnismässig einfach zu bedienen sind, haben meist eine gewisse Lernkurve. Für den schnellen Einstieg und die Vermeidung von Frustration und Misserfolg empfiehlt sich gerade bei 3D Scannern ein Einstiegstraining. DIM3NSIONS bietet optional zu den Peel 3D Scannern ein praktisches Einstiegstraining, dass je nach Scanner-Modell zwischen zwei und etwa vier Stunden dauert.
Peel 3D Scanner sind professionelle Geräte und haben eine Garantie von 12 Monaten, die auf bis zu drei Jahre erweitert werden kann.
Die Modelle Peel2 und Peel2-S (bzw. die entsprechenden Peel2CAD Versionen) können im DIM3NSIONS Showroom erlebt werden.
Interessenten können auch ein Objekt als Scan-Auftrag scannen lassen bevor sie sich zum Kauf eines Peel 3D Scanners entscheiden.