For mange er 3D-scanning noget, man anvender til effekter i reklamefilm eller til at bygge figurer op i computerspil. Men i dag er scannerne så præcise, at 3D-scanning kan bruges til mange formål i industrien.

»For industrien er det især en metode til kvalitetssikring,« siger Anders Pedersen fra 3Dnet under Center for Avanceret Visualisering og Interaktion (Cavi) på Århus Universitet.

Han nævner et eksempel som Legos klodser, der skal passe præcist sammen for at de hverken sidder for stramt eller for løst sammen. Med en 3D-scanning kan man se, om dupperne eller hullerne er for store eller små i forhold til den rette beregning i cad-filen.

Kort sagt er der især tre fordele ved at anvende 3D-scanning: Mængden af informationer, man samler, er stor. Kompleksiteten i informationerne er stor, og endelig får man opdaget nogle problemer, som dermed kan løses.

Svært at trænge igennem
En af de virksomheder, der både sælger tyske GOM-scannere og løser scanningsopgaver for industrien herhjemme, er Zebicon i Billund.

»Scanningsteknologien er revolutionerende for udviklingen af proces- og produktkvalitet. De meget præcise målinger kan resultere i markant kortere udviklingstid, optimeret produktion og forbedret produktkvalitet,« siger direktør i Zebicon, Jeppe Hebsgaard.

Alligevel mærker Zebicon, at der er en stor udfordring i at overbevise markedet om, at 3D-scanning er en relevant og pålidelig teknik.

»Det er først inden for de seneste par år, at teknikken har udviklet sig, og i dag ligger 85 procent af vores opgaver inden for måling, hvor det før primært blev anvendt til reverse engineering,« siger han.

Zebicon arbejder med mange forskellige emner: Fra vindmøllevinger og store emner på flere ton til små dimser til høreapparater og mobiler. Jeppe Hebsgaard nævner mediko-, audio/visions- og plaststøbevirksomheder som nogle af de hyppige kunder.

»3D-scanning kan bruges i forskellige faser af udviklingen. Dels til prototyper, dels til at se på det første hold produkter, hvor man ikke kender sit produkt så godt. En scanning vil hurtigt afsløre eventuelle problemer med udsving i farvemønstre,« siger Jeppe Hebsgaard.

Grøn som i neutral
Hvor man med en koordinatmåler indsamler et par hundrede punkter, indsamler Zebicon mindst en halv million punkter med sin hvidlysscanner.

Hvis billedet på skærmen viser grønne områder, er områderne neutrale i forhold til den cad-tegning, produktet skal ligge op ad. Er området rødt, er det for stort, er det blåt, er det for småt.

Scanneren fungerer ved, at to kameraer opfanger det reflekterede lys som en projektor sender ud. Lyset lægger sig som en form for stribenet over genstanden, der scannes. Først deler den groft op i sort og hvid, og når den genkender koordinaterne, deler den lidt finere op og så videre, til den har en meget præcis gengivelse af billedet.

Fordelen ved to kameraer er, at man kan lave triangulær beregning, og samtidigt evaluerer hvidlysscanneren hele tiden, hvor de bedste data er. På den måde kan den smelte de forskellige scanninger sammen, hvis emnet er for stort til én scanning.

Tidsforbruget afhænger af emnets størrelse, men det kræver 10-12 enkeltscan at scanne et produkt. Et høreapparat tager måske ti minutter, mens et mere eksotisk emne som Jellingestenen, tager et par dage at scanne.

Alt fra Guldbarre til slidt form
Model- og Effekt Fabrikken på Frederiksberg i København er leverandør af modeller til reklamebranchen. For eksempel har den ti mand store virksomhed skabt alle figurerne til Toms? Familien Tomsen-reklame og en kæmpesko til Alka Forsikring i sit værksted. Men 80 procent af virksomhedens omsætning kommer fra design, produktudvikling, og løsning af andre knap så kendte opgaver for industrien.

»Høreapparatbranchen er en typisk kunde, fordi de arbejder med små og komplicerede størrelser. Med scanningen kan man se, hvor der er det største slid på apparatet, og hvor der derfor skal ekstra forstærkning ind i materialet. Selv med mikrometermål vil det være svært at måle på overfladen,« siger medejer og 3D-projektleder, Michael Trøst.

Ifølge projektlederen er mange virksomheder slet ikke klar over, hvad en 3D-scanner kan bruges til.

»For eksempel i forbindelse med, at en virksomhed som Grundfos skal arbejde videre på eksisterende dele på pumper, som de ikke har tegninger på. Ved at benytte 3D-scanning kan de hurtigt få volumenmodeller til samletegninger i 3D,« siger han.

En anden mulighed er at måle slid på formværktøjer ved at scanne dem som nye og efter de har været i brug i nogen tid. Med 3D-scanningen ser man tydeligt forskelle ved slid på forme eller fræserværktøj, for farverne viser tendenserne i det. Det kan for eksempel være en hjælp, hvis fire emner, der dumper ud af samme støbeværktøj, opfører sig forskelligt.

Eller det kan anvendes til forme, hvor virksomheden ikke længere har tegningerne, men skal have lavet nye forme.

Model- og Effekt Fabrikken råder over en hvidlysscanner fra tyske Breuckmann, der indsamler 1,4 millioner punkter i sekundet med op til 0,007 millimeters nøjagtighed. Den kan scanne et område på op til 75 gange 50 cm og helt ned til frimærkestørrelse med det samme antal punkter.

»Ingeniørerne, vi taler med, siger, at de ikke kan bruge en punktsky til noget. Men med hvidlysscanneren er der punkter nok til at lave kurver og en god overflade,« siger Michael Trøst.

Resultatet af en scanning kan overføres til andre computere, hvor man kan lave punkterne om til kurver. Programmet, Rapid Form eller Geomatic, kan selv udføre den proces, men som regel er det noget, Michael Trøst gør manuelt.

I dag er det især mediko- og automobilindustrien, der anvender 3D-scanning. Men Michael Trøst ser en lysere fremtid for sig.

»Jeg tror, det bliver meget mere udbredt, fordi man kan bruge det til at dokumentere standarder eller generelt i udviklingsprocessen. Der er stadig mange, der scanner i 2D,« siger han og foreslår, at man anvender 3D-scanning til at tjekke de varer, man får produceret i Kina, inden de bliver sendt.

New kids on the Block
Det er et område, Jeppe Hebsgaard fra Zebicon kan genkende problematikken fra.

»Det er en typisk problematik i plastbranchen, som er blevet mere synlig efter globaliseringen,« siger han og nævner en europæisk standard som geometrisk produktspecifikation (GPS), som handler om, hvordan man specificerer efter funktion.

»For eksempel hvis man har et hul, der skal have en omkreds på ti mm. Det er en fattig måde at beskrive et hul på, for det kan være ovalt, det kan være lige, lodret eller formet som en banan. Med 3D kan man definere hullet helt præcist,« siger han.

Både Zebicon og Model- og Effekt Fabrikken anslår, at prisen for kunden er den samme for en hvidlysscanning som for laserscanning, men til gengæld får kunden langt flere data ud af målingen.

Prisen er dog ikke det vigtigste lige nu, for der mangler stadig opmærksomhed fra industrien.

»Måleteknik er et ret konservativt univers, hvor vi er New Kids on the Block,« siger direktør Jeppe Hebsgaard Laursen og kommer med det sidste hårdtslående - og måske højtravende - argument:

»Verden er ikke perfekt, men med 3D-scanning finder vi ud af, hvor den ikke er perfekt.

3D-scanning: kan bruges til mange formål: Når man mangler cad-tegninger. Som værktøj til at arbejde med komplekse geometrier. Til hurtig opmåling. Til opbygning af gamle emner. Ved problemer med at få emner til at passe eller lukke tæt eller til op- eller nedskalering.

En scanning af et objekt omfatter let flere millioner punkter angivet ved et x-, y- og z-koordinat. En sådan punktmængde betegnes en punktsky. Punktskyen kan eksporteres til cad og er udgangspunkt for digitalisering, 3D-modellering, dimensionering, visualisering eller anden yderligere bearbejdning eller analyse. Data leveres i gængse cad-formater og kan efter ønske leveres i projektets koordinatsystem.

Laserscanning: Den "gamle" form for scanning. Der findes mange forskellige teknologier bag laserscanning, men den mest almindelige er triangulation, hvor laserlyset projekteres på et punkt på emnet, hvorefter en sensor opfanger reflektionen. Sensoren er placeret i en kendt afstand fra laseren, så vinklen kan bestemmes for at afgøre 3D-målingen.

Hvidlysscannere: Der findes forskellige teknologier, men den mest almindelige er også i denne kategori triangulation. Man projekterer et stribemønster af hvidt lys på emnet, som man tager billeder af. Typisk anvender scanneren to CCD-kameraer til at tage billederne, og hver pixel bliver så omregnet til et punkt i et 3D-koordinat. For at fange 3D-informationen anvender softwaren det kendte mønster og sammenligner de forskellige billeders vinkler til at afgøre 3D-målingerne.

Kilde: Wikipedia, Zebicon og Model- og Effekt Fabrikken