3D-Scan – der Weg in die virtuelle Welt

Dieses Foto symbolisiert die Erfassung eines Objektes per Handscanner. So wird daraus auf dem Bildschirm ein Polygon – ein je nach Vorlage mehr oder weniger komplexes Vieleck, das sich dreidimen­sional darstellen und drehen lässt.

ProTec-Geschäftsführer Mirco Schulz über die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten zwischen Maschinenbau und Archäologie

Mit den Geschäftsfeldern 3D-Scan und 3D-Druck hat sich Mirco Schulz, Geschäftsführer der ProTec GmbH in Buxtehude, auf die Herausforderungen eingestellt, die im Zuge der Digitalisierung auf das eigentlich auf die Programmierung von CNC-Fräsmaschinen spezialisierte Unternehmen zukommen. Während ProTec traditionell als Dienstleister für den Flugzeugbau tätig ist, kommen nun ganz neue Kunden hinzu – zum Beispiel die Kirche. Schulz: „Das Einsatzfeld gerade im 3D-Scan ist riesengroß. Allerdings stehen wir noch am Anfang einer Entwicklung, die ganz neue Möglichkeiten eröffnet.“

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Um potenzielle Kunden bedienen zu können, hat Schulz zwei Handscanner angeschafft, die sogar kombiniert eingesetzt werden können. Er erklärt: „Mit dem Spider-Scanner können wir Objekte bis zu einer Auflösung von fünf Hundertstel Millimeter vermessen. Diese sehr exakte Erfassung ist zum Beispiel im Maschinen- und Vorrichtungsbau nötig. Oder eben auch, wenn es um sehr kleine Teile geht. Hier gilt: Ran ans Objekt. Ziel ist eine absolut präzise Datenerfassung. Das zweite Gerät, der Eva-Scanner von Artec, ist mit einem Zehntelmillimeter viel gröber, aber in der Lage, auch die Maße sehr großer Objekte zu erfassen, ohne dass Datenmengen entstehen, die kaum noch zu bewältigen sind. Damit diese Objekte nicht verzerrt dargestellt werden, arbeiten wir zusätzlich mit Photogrammetrie. Dabei werden Messpunkte gesetzt und fotografiert. Die Fotos dienen wiederum als Vorlage für die Scan-Software.“

Klingt alles sehr technisch, doch Mirco Schulz hat gleich ein paar plastische Beispiele zur Hand: „Ein typisches Einsatzfeld für dreidimensionale Scans ist die Oldtimer-Restaurierung. Wenn es keine passenden Ersatzteile mehr gibt, kann ich auf diesem Weg Formen duplizieren oder auch spiegeln. Auffällig sind Nachfragen von Kunden, die bestimmte Bauteile für Küchen benötigen. Küchen sind offenbar sehr lange im Einsatz, Ersatzteile beispielsweise für Halterungen dann nicht mehr zu bekommen. Oder das Beispiel Kirche: Wenn Altäre restauriert werden sollen und bestimmte Teile, vielleicht eine Figur, fehlen, dann lassen sich anhand der noch existierenden Figuren passende Gegenstücke anfertigen.“ Für eine Stader Kirche soll ProTec jetzt Blumenhalter aus Kunststoff ausdrucken. 3D-Druck ist zwar nicht die günstigste Art der Fertigung, bei geringen Stückzahlen macht sich das Verfahren dennoch bezahlt.

Exakte Duplikate

Ein ganz anderes Feld ist die Archäologie. Schulz: „Wir arbeiten unter anderem für das Museum in Buxtehude, erfassen Funde wie Fibeln und Broschen sowie sonstige Artefakte. Auch hier sind die Einsatzmöglichkeiten vielfältig: Für Forschungszwecke können 3D-Objekte beliebig vergrößert werden. In Ausstellungen können Funde auf Bildschirmen gezeigt und vom Betrachter gedreht werden. Oder es werden exakte Duplikate erstellt und gezeigt, die dann auch in die Hand genommen werden können – während das Original sicher im Depot verstaut ist.“

Hinter der Scan-Technologie steckt jedoch wesentlich mehr: Wenn erfasste Objekte am Bildschirm bearbeitet werden sollen, was insbesondere bei Konstruktionsänderungen der Fall ist, dann muss aus den sogenannten STL-Dateien, die der Scanner liefert, durch Reverse Engineering ein Flächenmodell erstellt werden. Mirco Schulz: „Das kann in einzelnen Fällen ein erheblicher Aufwand sein, denn dieser Vorgang erfolgt quasi manuell. Je komplexer ein Bauteil ist, desto höher ist der Zeitaufwand.“ Um ein gescanntes Objekt auszudrucken oder auf dem Bildschirm darzustellen, reicht allerdings die STL-Datei aus. Erst wenn konstruktive Änderungen gewünscht sind, kann es kompliziert werden. wb

Web: www.nc-protec.de