3D-Scannen: Grundlagen für Maker

Markierte Begriffe erklären wir kurz, wenn du darauf zeigst oder tippst.

Ein 3D-Scanner erfasst die Form eines echten Gegenstands und macht daraus ein digitales 3D-Modell. Viele Geräte nehmen dabei auch die Farbe auf. Für Maker ist das vor allem dann spannend, wenn ein Teil nachgedruckt, angepasst oder digital weiterverarbeitet werden soll: ein abgebrochener Halter, eine Figur, ein Gesicht für eine Büste.

Alle Scanner im Wiki mit Technik, Genauigkeit und Preis findest du in der Übersicht der 3D-Scanner.

Was beim Scannen passiert

Der Scanner misst sehr viele Punkte auf der Oberfläche des Objekts. Zusammen ergeben sie eine Punktwolke. Die Software verbindet die Punkte zu einem Netz aus Dreiecken, dem Mesh. Das ist das eigentliche 3D-Modell. Hat der Scanner eine Farbkamera, legt die Software zusätzlich eine Textur über das Mesh, also die Farbe der Oberfläche.

Ein Scanner sieht nur, was er beleuchtet und mit der Kamera erfasst. Für ein vollständiges Modell brauchst du deshalb viele Einzelaufnahmen aus verschiedenen Richtungen. Die Software setzt sie zusammen. Damit das klappt, orientiert sie sich an der Form des Objekts, an seiner Oberflächenstruktur oder an aufgeklebten Markern. Was sie nie gesehen hat, etwa die Unterseite, bleibt eine Lücke.

Dateiformate

• STL speichert nur die Form als Dreiecke, keine Farbe und keine Einheit. Das ist das Standardformat für den 3D-Druck.
• OBJ speichert Form und Texturkoordinaten. Die Farben stehen in einer zusätzlichen MTL-Datei mit Bild.
• PLY kann Farbe direkt an jedem Punkt speichern und eignet sich für Punktwolken und farbige Meshes.

Die gängigen Scan-Programme exportieren alle drei Formate.

Wofür Maker scannen

• Ersatzteile und Reverse Engineering: Ein vorhandenes Teil erfassen, um es nachzudrucken oder als Grundlage für eine eigene Konstruktion zu nutzen.
• Figuren, Skulpturen und Kunst: Objekte digitalisieren, verkleinern, vergrößern oder als Replik drucken.
• Personen: Gesicht, Oberkörper oder ganze Person scannen, etwa für eine Büste. Dafür eignen sich Handscanner, weil sie schnell genug sind, wenn jemand nicht ganz stillhält.
• Passgenaue Teile: Eine Halterung um ein vorhandenes Objekt herum konstruieren, zum Beispiel für ein Werkzeug oder ein Gerät.

Grenzen

• Dunkle, glänzende und durchsichtige Oberflächen sind schwierig. Dunkle schlucken das Licht, glänzende werfen es unkontrolliert zurück, durchsichtige lassen es durch. Je nach Technik hilft ein Scanspray.
• Bewegung verzerrt den Scan, weil die Punkte zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst werden.
• Feine Details unter dem Punktabstand des Scanners gehen verloren, auch wenn er sonst sehr genau ist.
• Tiefe Vertiefungen und Hinterschnitte erreicht der Scanner oft nicht. Dort bleiben Löcher, die die Software nur schätzen kann.

Vom Scan zum Druck

Der Scanner liefert ein Modell in echter Größe. Bevor es in den Slicer geht, räumst du es meist auf: Störpunkte entfernen, Löcher schließen, die Dreiecksanzahl verringern. Wie das geht, steht unter Vom Scan zum Druck. Welche Technik zu welchem Einsatz passt, erklärt der Artikel Scantechnik im Vergleich, und eine Entscheidungshilfe für den Kauf findest du unter Welcher 3D-Scanner passt?.