Nachdem wir erst kürzlich auf den 3D Drucker Zug aufgesprungen sind und dachten, dass wir mit CNC Fräse, CNC Laser und besagtem 3D Drucker nun endlich einen komplett ausgestatteten Maschinenpark für unsere Projekte zu Händen haben, kam Creality mit dem CR-Scan Ferret um die Ecke. Ein 3D Scanner, der uns hoffentlich bei der Datenerzeugung für all diese CNC Maschinen behilflich sein wird. Vielen Dank an SainSmart für die zur Verfügungstellung des Review-Samples. Im Rahmen dieses Artikels wollen wir uns nicht nur den Ferret 3D Scanner anschauen, sondern auch Einsatzzwecke in Kombination mit CNC Fräsen und 3D Druckern testen sowie evtl. auch Lasern.

Der Ferret 3D Scanner ist bei SainSmart im Shop für ca. 300€ erhältlich, aber auf der letzten Seite dieses Artikel könnt ihr euch wieder ein 10% Rabatt einheimsen und uns dabei sogar noch unterstützen.

Unboxing

Der CR-Scan Ferret wird in einem mit grauem Stoff bezogenen Hardschalen-Case geliefert. Das Unboxing ist somit fast nach dem Öffnen des Reißverschlusses beendet. Bis auf das im unserem Fall schief aufgebrachte Creality Logo, was etwas meinen inneren Monk triggert, macht die Aufbewahrungsbox einen sehr guten Eindruck. Alle Einzelteile haben einen perfekt ausgeformten Bereich und wirken geschützt:

Lieferumfang

Neben dem reinen 3D Scanner findet sich noch folgendes im Zubehör:

• Benutzerhandbuch in englischer Sprache
• Handyhalterung
• Griffstück mit Stativfunktion und integrierter Power Bank (4500 mAh)
• Winkelstück
• Inbus Schlüssel (für das Winkelstück)
• 2m USB Kabel für PC Anschluss
• Y-USB Kabel für Smartphone Betrieb

Technische Daten

Creality gibt den 3D Scan Ferret mit folgenden Werten an:

Genauigkeit: 0,1mm
Auflösung/Punktabstand: 0.16mm
Einzelerfassungsbereich: 560*820mm@700mm
Arbeitsabstand: 150~700mm
Mindestabtastung: 50*50*50mm
Bildfrequenz/Scan-Geschwindigkeit: Bis zu 30 fps
Lichtquelle: IR-A: 780 nm – 1450 nm (NIR)
Außenabtastung: Unterstützung des Scannens bei hellem Sonnenlicht
Verfolgungsmodus: Visuelle Verfolgung
Farbtextur: Unterstützung
Ausrichtung: Merkmal / Marker / Farbe
Ausgabeformat: OBJ / STL / PLY
Gewicht des Geräts: 105g
Größe des Geräts: 120*30*26mm

Arbeitsweise

Generell gibt es verschiedenste Arten und Techniken von 3D Scannern. Manche Arbeiten mit strukturiertem Licht und projizieren eine Art Raster auf das Objekt, dessen Verwerfung der einzelnen Linien interpretiert wird. Viele, so auch der CR-Scan Ferret, arbeiten mit Laser und Triangulierung. Diese beiden Methoden kommen hauptsächlich bei Nahbereichsmessungen zum Einsatz. Auf Baustellen oder anderweitig größeren Arbeitsbereichen kommen zwar auch Laser zum Einsatz aber in anderer Funktion. Der Laser wird bei großen Entfernungen in Pulsen auf die Reise zum Objekt geschickt und mittels Laufzeitmessung wird die Entfernung bestimmt. Ebenso in diesem Bereich aufzufinden ist die Verfeinerung des Pulsverfahrens mit der Phasenverschiebung, sodass die Veränderung der Phase vom ausgesendeten Laserstrahl mit dem zurückgeworfenen verglichen wird. Tiefer wollen wir auf diese Modelle allerdings nicht eingehen, da wir uns mit dem Ferret 3D Scanner von Creality beschäftigen.

Der generelle Aufbau besteht aus einem Laser, welcher Licht ausstrahlt und einem Sensor, der das vom Objekt reflektierte Licht einfängt. Mittels Dreiecks Berechnung kann so der genaue Abstand zum Objekt ermittelt werden, da der Abstand zwischen Laser und Sensor bekannt ist bzw. vom Gerät physisch vorgegeben ist. Vereinfacht dargestellt sendet der Laser einen Strahl auf einen Punkt des zu scannenden Objektes aus. Der Strahl wird reflektiert und vom Sensor wahrgenommen. Für diesen einen Punkt ist die Entfernung im Raum nun bekannt. Dieser Vorgang wiederholt sich jetzt abertausende Mal, bis eine Punktewolke entsteht. Alle aufgenommenen Punkte im Raum stellen dann das Objekt dar. Im Nachgang kann die Software daraus ein 3D Modell erstellen und die vielen Punkte in einen zusammenhängenden Körper umwandeln (das sog. Meshing).

Der Ferret 3D Scanner nutzt dazu zwei Laser und mehrere Kameras. Neben einer Kamera für die Tiefenmessung, einer 1 MP IR Kamera mit 1280×800 gehört dazu auch eine normale Kamera mit 2,1 MP und 1920×1080 Pixeln. Der Ferret 3D Scanner könnte so tatsächlich auch am Laptop als Webcam genutzt werden. Im Scan Betrieb sorgt diese handelsübliche Kamera für die Aufnahmen der Farben, somit wird das spätere Modell, zumindest, wenn es im richtigen Dateiformat abgelegt wird (.obj z.B.) nicht einfarbig sondern wie das Original angezeigt.

Probleme dieser Technik

Dem generellen Konzept des Scannens mittels Licht sind physisch einige Grenzen gesetzt. Geräte, wie auch der Scan Ferret, arbeiten mit der definierten Reflektion des ausgestrahlten Lichtes. Ein transparentes Objekt kann somit unweigerlich nicht mittels dieses 3D Scanners aufgenommen werden. Ähnlich sieht es mit glänzenden bzw. stark reflektierenden Materialien aus. Löcher reflektieren aufgrund ihrer Geometrie ebenfalls zu stark. Abhilfe schaffen da sogenannte Mattierungssprays, wie wir auch im Verlaufe dieses Artikels einige Varianten testen werden. Der Umstand muss bei der Benutzung berücksichtigt werden, da es sonst schnell zu Problemen beim Scan kommen kann.

Inhaltsverzeichnis:

1. Einleitung/Unboxing/Lieferumfang/Arbeitsweise
2. Mobil Mode
3. Laptop Mode
4. AESUB Mattierungssprays
5. Alternative Scan Sprays
6. Projekte
7. Fazit