3D-skannaus on prosessi, jossa fyysiset kohteet muunnetaan tarkoiksi digitaalisiksi 3D-malleiksi käyttämällä erilaisia skannauslaitteita. Tämä teknologia mahdollistaa reaalimaailman objektien tarkan mallintamisen, modifioinnin ja jäljentämisen digitaalisessa muodossa. Seuraavassa selitän koko workflow’n eli työnkulun 3D-skannauksesta esikäsittelyyn ja lopulta 3D-tulostukseen.
1. Skannausvaihe
Skannausprosessi alkaa valitsemalla sopiva skannausmenetelmä ja -laitteisto kohteen ominaisuuksien perusteella. Vaihtoehtoja ovat muun muassa:
- Laserskannerit: Sopivat erinomaisesti suurien kohteiden, kuten rakennusten ja patsaiden, skannaukseen.
- Fotogrammetria: Käyttää valokuvia kohteen 3D-mallin luomiseen, sopii erityisesti elävien objektien tai monimutkaisten yksityiskohtien tallentamiseen.
- Kontaktiskannerit: Vaativat fyysistä kosketusta kohteen kanssa, käytetään pääasiassa teollisuudessa pienille ja yksityiskohtaisille esineille.
Skannausprosessin aikana laite kerää tietoa kohteen muodosta ja mahdollisesti myös sen pinnan tekstuurista. Data tallennetaan yleensä pilvipisteinä tai kolmiulotteisina koordinaatteina.
2. Dataesikäsittely
Skannauksen jälkeen kerätty data vaatii usein esikäsittelyä, joka voi sisältää seuraavat vaiheet:
- Puhdistaminen: Poistetaan ylimääräiset pisteet ja korjataan virheitä, jotka ovat syntyneet skannausprosessissa.
- Rekisteröinti: Jos käytetään useampaa skannia kohteen eri puolilta, skannaukset yhdistetään yhdeksi kokonaisuudeksi.
- Mallinnus: Pilvipisteet muunnetaan kiinteäksi 3D-malliksi käyttämällä erilaisia ohjelmistoja, jotka luovat pintoja pisteiden välille.
Esikäsittelyn tavoitteena on luoda käyttötarkoitukseen soveltuva, tarkka ja käsiteltävissä oleva 3D-malli.
3. 3D-tulostusvalmistelu
Valmistellusta 3D-mallista voidaan luoda fyysinen kopio käyttämällä 3D-tulostusta. Tämä vaihe sisältää:
- Tulostettavuuden tarkistus: Varmistetaan, että malli on “tulostettavissa” eli siinä ei ole aukkoja eikä muita ongelmia, jotka voivat haitata tulostusta.
- Tuet: Lisätään tarvittaessa tukirakenteita malliin, jotta se pysyy vakaana tulostuksen aikana.
- Skaalaus: Säädellään mallin kokoa sopivaksi tulostimeen ja lopulliseen käyttötarkoitukseen.
4. 3D-tulostus
3D-malli lähetetään 3D-tulostimeen, joka valmistaa fyysisen objektin lisäämällä materiaalia kerros kerrokselta. Käytettävä materiaali voi vaihdella muoveista metalleihin ja erikoisgeeleihin, riippuen tulostimen tyypistä ja projektin vaatimuksista.
5. Jälkikäsittely
Tulostuksen jälkeen valmistettu kappale voi vaatia jälkikäsittelyä, kuten:
- Tukirakenteiden poisto
- Hionta ja viimeistely: Parannetaan pinnan laatua ja ulkonäköä.
- Maalaus tai pinnoitus: Lisätään pintakäsittelyä estämään kulumista ja parantamaan estetiikkaa.
3D-skannaus workflow tarjoaa mahdollisuuden luoda täsmällisiä digitaalisia ja fyysisia kopioita monenlaisista kohteista, minkä vuoksi se on arvokas työkalu suunnittelussa, tuotannossa ja monilla muilla aloilla.