Einfaches professionelles 3D-Scannen mit dem peel 3

Noch nie war 3D-Scannen so einfach wie mit dem neuen peel 3 scanner. Der jüngste Scanner von Peel 3D ersetzt die bisherigen Peel 1 und Peel 2 sowie 2-S. Wobei ersetzen eigentlich nicht ganz stimmt - er überflügelt sie; und das zu einem sehr attraktiven Preis.

 

 

Der Scanner

Mit nur 950 Gramm Gewicht setzt der peel 3 die Tradition seiner Vorgänger zu geringem Gewicht fort. Bei intensivem Einsatz macht dies schnell einen signifikanten Unterschied im Handling. Aber auch sonst wurde der peel 3 für ergonomisches Arbeiten optimiert. Das macht sich in einem komplett anderen Aussehen bemerkbar.

Mit der Ergonomie ist die Benutzerfreundlichkeit aber längst nicht erschöpft. Bedient wird der Scanner neu mittels eines kleinen Touch-Displays auf der Scanner-Rückseite. Und zusätzlich zum bekannten optischen Feedback hat Peel 3D dem neuen Scanner ein haptisches Feedback spendiert, d.h. der Scanner zeigt mittels Vibrationen an, wenn sich das Objekt in der Distanz aus dem Scanfeld entfernt.

 

Einfache Bedienung des peel 3 (v.l): Ergonomischer Griff, Touchdisplay und haptisches Feedback.

 

Der neue peel 3 glänzt aber nicht nur bei der Bedienung sondern auch mit seinen technischen Parametern. So arbeitet er mit einer Genauigkeit von bis zu 0.1 mm bzw. 0.25 mm/m. Der Benutzer wählt aus, ob er ein kleines, mittelgrosses oder grosses Objekt scannen möchte. Daraufhin wird das Scanfeld angepasst, so dass der Scanner über den gesamten empfohlenen Objektgrössenbereich von 10-300 cm einen sehr weiten Bereich für den Abstand des Scanners zum Objekt von 250 mm bis 550 mm hat. Damit ist in der dritten Peel-Generation nur noch ein Scanner statt deren zwei mit unterschiedlichem Objektgrössenbereich nötig.

Mit dem peel 3 können sehr kleine Strukturen wie etwa nadelartige Strukturen von 1.5 mm Durchmesser, Löcher von 3 mm Durchmesser, Stufen von 0.1 mm oder Stege o.ä. von einem Millimeter Wanddicke erfasst werden. Umgekehrt können grössere Oberflächen auch sehr schnell mit dem peel 3 erfasst werden: bis zu einem Quadratmeter in nur 80 Sekunden sind möglich.

Gerade das Erfassen von eher glänzenden Oberflächen und Strukturen wie Spalten und Vertiefungen ist mit dem peel 3 sehr gut möglich und in vielen Fällen überflügelt er andere Scanner, die auf strukturiertem Licht basiert und z.T. einiges teurer sind, sehr deutlich.

Wie schon die Vorgänger Peel 2 und Peel 2-S kann sich der peel 3 auf drei verschiedene Arten räumlich orientieren:

  • Mittels der Geometrie des Objekts. Besitzt das Objekt charakteristische Formen, idealerweise solche, die sich nicht 1:1 wiederholen, kann sich der Scanner leicht an diesen orientieren.
  • Mittels Targets. Dies sind Aufkleber, die vom Scanner als Fixpunkte registriert werden und v.a. bei grösseren Flächen, wenig charakteristischen Formen und / oder geometrischen Wiederholungen verwendet werden.
  • Mittels der Textur des Objekts, d.h. dem Aussehen der Oberfläche. Das können künstliche oder natürliche Muster sein oder eine Bemalung bis hin zu Verschmutzungen.

Die Textur wiederum ist nicht nur ein Mittel zur Orientierung, sondern kann auch zusammen mit den Oberflächendaten mit dem peel 3 in einer Auflösung von 250 dpi aufgezeichnet werden. Dafür besitzt der Scanner eine eigene Kamera. Zwei weitere Kameras dienen dem eigentlichen Scanprozess, d.h. sie achten auf die Deformation des vom eingebauten Projekt ausgestrahlten weissen Lichtmusters auf der Oberfläche des Objekts.

Der peel 3 wird mit einem USB 3.0-Spezialkabel am Computer angeschlossen. Dieses Kabel wird wie schon bei den Vorgängermodellen mit einem separaten Netzteil verbunden, welches die Stromversorgung des Scanners sicherstellt.

 

Lieferumfang des peel 3.

Zum weiteren Lieferumfang des peel 3 gehören eine Box aus EPP-Hartschaum, in deren Deckel gerade die scanner-spezifische Kalibrationsplatte eingepasst ist, sowie zwei Boxen mit je 500 Targets mit Durchmesser 6 mm. Selbstverständlich ist auch ein Kalibrationsdatenblatt mit dabei.

 

 

Die Software / Lizenzen

Der peel 3 kommt in zwei verschiedenen Software-Ausführungen. In der Standardausführung peel 3 wird die Software schlich peelOS genannt. Diese Software beinhaltet alles, was es zum Scannen und für die Nachbearbeitung der Netzdateien braucht. Auch können die Netzdateien anschliessend in vielen verschiedenen Formaten (u.a. STL , OBJ oder ZPR) exportiert werden. Die Software kann auf beliebig vielen Computern installiert werden - zur Benutzung braucht es einfach den angeschlossenen Scanner, denn die Lizenz- und Kalibrationsdateien sind neu im Scanner gespeichert und nicht mehr auf einem separaten USB-Stick.

Die zweite Ausführung des Scanners nennt sich peel 3.CAD und basiert auf der Software Peel.CAD. Mit dieser Software ist Scannen, Nachbearbeiten und das sogenannte Reverse Engineering, d.h. das parametrisierte Nachbilden des Objekts und der zugehörige Export in eine CAD-kompatible Datei (z.B. im STEP-Format) bzw. der direkte Transfer in Solidworks, SolidEdge oder Autodesk Inventor möglich.

 

Die drei Schritte im Arbeitsablauf zum Reverse Engineering: Scannen des Objekts, Nachbearbeiten des Netzes und Anfitten von Standardformen sowie Freiformflächen an das Netz.

 

Lizenziert wird peel.CAD via Cloud, d.h. die Software prüft beim Start die Gültigkeit via Internet-Verbindung. Allerdings kann die Installation für bis zu 30 Tagen offline geschaltet werden. In dieser Zeit ist es nicht möglich, von einem anderen Rechner aus die Software zu starten. Wer eine längere Offline-Zeit benötigt, kann einen optionalen USB-Dongle erwerben.

Die peel.CAD Software ist sowohl als Einzellizenz mit unbeschränkter Laufzeit oder als jährliches Abo erhältlich. Wird das Abo unterbrochen, so kann es nicht wieder aufgenommen werden. Das erste Jahr des Abo wird beim Kauf des Scanners verrechnet.

 

 

Die Anwendungen

Der peel 3 ist ideal für Objekte mit einer Grösse zwischen 10 cm und 3 m. Natürlich kann er auch oberhalb und etwas unterhalb dieses Bereichs noch erfolgreich eingesetzt werden. Doch nur schon der optimale Bereich eröffnet eine Vielzahl an Anwendungen.

 

Im Zubehör- und Produkt-Design

Für sehr viele Produkte gibt es einen umfangreichen Zubehör- und Tuning-Markt. Klassiker sind natürlich Fahrzeuge wie Autos oder Motorräder, wo das Zubehör sich von einer einfachen Beschriftung über spezifische Halterungen und Innenausbauten bis hin zur Modifikation des Antriebsstrangs erstreckt. Allen Anwendungen gemein ist, dass die ursprüngliche Situation als CAD-Modell benötigt wird, aber nur in seltenen Fällen direkt auf CAD-Modelle des Herstellers zurückgegriffen werden kann. Die Lösung ist, die bestehende Situation mittels eines 3D-Scanners wie dem peel 3 zu digitalisieren und die eigenen Konstruktionen auf diesen digitalen Zwillingen aufzubauen.

Anwendungen für Zubehör- und Produkt-Design: Scannen in einer Führerkabine (z.B. für eine Halterung), eines Motorradhelms (z.B. für die Erstellung eines Helm-Designs) und im Motorraum eines Sportwagens (z.B. zu Tuning-Zwecken).

 

Wartung, Unterhalt und Reparatur

In diesem Anwendungsbereich stellt sich häfig das Problem, dass mechanische Ersatzteile benötigt werden, die nicht mehr erhältlich sind oder sehr lange Lieferzeiten haben. Hier kann ein 3D-Scanner dabei helfen, einen Defekt rasch zu beheben, indem die wichtigen Geometrien des defekten Teils ev. noch im eingebauten Zustand erfasst werden und damit die Produktion des nötigen Ersatzteils rasch an die Hand genommen werden kann. Somit steht meist nur wenig Zeit für die Digitalisierung zur Verfügung, was dem peel 3 in die Hände spielt, der eben sehr rasch eine bestehende Situation erfassen kann.

Ein weiterer Aspekt bei der Wartung ist die Überwachung des Verschleisses. Ist dieser im Bereich von Zehntel-Millimeter oder grösser, kann er gut mit dem peel 3 überwacht werden, indem zeitlich auseinanderliegende Scans miteinander oder auch mit dem CAD-Model verglichen werden können.

Mit einem leistungsfähigen 3D-Scanner kann z.B. der mechanische Verschleiss überwacht werden. Ein 3D-Scan ist auch eine gute Grundlage für die kurzfristige Produktion eines individuellen Ersatzteils.

 

Im Gesundheitswesen

Im Gesundheitswesen ist die Hauptanwendung für 3D-Scanner natürlich die Orthopädie. Mit dem peel 3 sind rasch Körperteile eingescannt, welche geschient, stabilisiert oder für eine Behandlung festgehalten werden müssen. Protesen und Orthesen können mittels 3D-Scans schon vor dem Patiententermin optimiert werden.

Weiter können auch gewisse Verletzungen mittels 3D-Scanner überwacht werden, z.B. durch zeitlichen Vergleich einer Schwellung. Hier kann auch die Textur-Aufnahme wertvolle Dienste leisten.

Im Gesundheitswesen werden 3D-Scanner z.B. dort eingesetzt, wo Körperteile geschient oder festgehalten werden müssen.

 

Im Bildungswesen

Auch in der Bildung hat die Digitalisierung Einzug gehalten. Gerade in der beruflichen Ausbildung ist das Arbeiten mit digitalen Modellen statt physischen Gegenständen auf dem Vormarsch. Vielfach geschieht dies, weil z.B. nicht für alle Studenten physische Modelle vorhanden sind oder weil die entsprechenden Lerninhalte online angeboten werden. Hier dient der peel 3 dazu, physische Gegenstände wie z.B. ein Tierskelett zu digitalisieren.

In der Bildung werden immer häfiger digitale statt physische Modelle eingesetzt.

 

Im Kulturgüterschutz und Architektur

Spätestens der Brand der Pariser Notre Dame Kathedrale hat gezeigt, dass die Digitalisierung, d.h. die Erstellung eines digitalen Modells von wichtigen Kulturgütern extrem wichtig ist in einer Welt, wo nicht nur Unfälle oder Katastrophen solche Kulturgüter bedrohen können sondern auch z.B. der Klimawandel. Mit dem peel 3 können solche Objekte kostengünstig digital erfasst werden, auch wenn sie nur von regionaler oder lokaler Bedeutung sind. Der peel 3 erfasst auch kleinste Unregelmässigkeiten und Charakteristika, welche ein bestimmtes Objekt als Original erkennbar machen und von einer allfälligen Kopie oder Fälschung unterscheiden.

In der Architektur geht es immer mal wieder auch darum, bestehende, ev. sogar historische Bauten durch weitere Gebäde oder Gebädeteile zu ergänzen. Auch dabei kann der peel 3 wertvolle Hilfe leisten, indem bestehende Strukturen wie Reliefs, Mosaike oder Fresken, aber auch scheinbar Banales wie eine alte Laterne digitalisiert und damit modern fortgesetzt werden können.

Das digitale Erfassen von Kulturgüter wie eine antike Vase (links) oder eine Elefantenplastik (rechts) ist ein wenig wie eine Versicherung.

 

In AR- und VR-Anwendungen, Videospielen und anderen Bereichen mit digitalen Zwillingen

Im Rahmen der Digitalisierung gibt es in sehr vielen Bereichen einen hohen Bedarf an der Erstellung von virtuellen Modellen. Das kann eine Darstellung eines möbilierten Raums in der Virtuellen Realität (VR) sein oder eine App, welche einen Servicetechniker mittels Augmented Reality (AR) bei seiner Arbeit vor Ort unterstützt. Auch die Game-Industrie braucht 3D-Modelle für ihre Produkte. Und jüngst hat sich gezeigt, dass die Liebhaber gewisser Motorräder und Autos häufig auch einen sogenannten Digitalen Zwilling ihrer Sammelobjekte haben möchten.

Virtuelle Realität (VR, links) oder die Erstellung von Spezialeffekten aufgrund von bestehenden Modellen (rechts) sind weitere Anwendungen für den peel 3.

 

Das Zubehör

Zum peel 3 gibt es Diverses an Zubehör. Da ist natürlich wie schon bei den Vorgängermodellen der schlagsichere Koffer, welcher den Scanner auch sicher verwahrt wenn dieser mal quer durch den Laderaum rutscht. Im Innenraum-Schaum des Koffers ist eine Aussparung, in die genau die oben erwähnte EPP-Schutzbox des Scanners passt.

Neu ist hingegen das Protection Kit, das aus insgesamt vier Teilen besteht: Einer Abdeckung der Kameras wenn der Scanner nicht benutzt wird, einer Abdeckung der Kameras mit grossem Sichtfenster aus Gorillaglas zur Benutzung während des Scannens (Schutz gegen Spritzer und Kratzer, nicht vor Schlägen) und einer Silikonhälle für den Schutz des ganzen Geräts sowie einem Kabelaufwickler, der auch als Netzteil-Halter dient.

Das peel 3-spezifische Zubehör: Schlagsicherer Koffer (links) und Protection Kit (rechts).

Daneben gibt es natürlich weiterhin das nicht scanner-spezifische Zubehör wie den Drehteller oder die Target-Dispenser.

Garantie und Zusatzservices

Standardmässig wird der peel 3 mit einem Jahr Werksgarantie ausgeliefert. Die bei den Vorgängermodellen mögliche Garantieerweiterung wird beim peel 3 durch ein umfassenderes Packet mit Namen V.I.peel ersetzt.

V.I.peel enthält einen sogenannten Hot-Swap zum reduzierten Preis: Wird der Scanner, z.B. durch fallen lassen, beschädigt, so kann der Benutzer den Scanner einmal im Jahr für 200 Dollar austauschen lassen. Das Austauschgerät ist grundsätzlich ein gebrauchtes Gerät. Vom Umtausch ausgeschlossen sind Geräte mit Totalschaden, wie z.B. durch einen Wasserschaden oder wenn der Scanner von einem Fahrzeug überrollt wurde; und natürlich mutwillige Beschädigungen.

Weiter sind bei V.I.peel Updates zur Scanner-Software dabei, d.h. der Benutzer ist immer auf dem aktuellsten Stand. V.I.peel Benutzer erhalten 25% Rabatt beim Kauf von Peel 3D Zubehör und können zwei Target-Dispenser-Boxen für den Wert von einer Box kaufen (beides im Peel 3D Webshop). Zuguterletzt haben Abonennten von V.I.peel die Möglichkeit, ihr Gerät auf ein Creaform-Produkt upzugraden und dabei den Wert des peel 3 angerechnet zu bekommen.

V.I.peel muss beim Kauf des Scanners abgeschlossen werden.