Bewältigung der Herausforderungen beim Scannen kleiner schwarzer Objekte und der Erfassung hochgenauer Daten

August 1, 2021

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Schritt für Schritt durch den Ablauf des OptimScan 5M

Die ständige Überprüfung und Weiterentwicklung bewährter Verfahren für den 3D-Scan in allen Industriezweigen sind von unschätzbarem Wert, um hervorragende digitale Daten zu erhalten.

Systematisches Aufbringen von Sprühpulver, effektives Aufkleben von Referenzpunkten und die Möglichkeit, Werkstücke mit geringem Volumen zu scannen, sind wichtige Säulen eines effizienten 3D-Scan-Ablaufs. Durch die richtige Anwendung dieser Techniken kann eine große Anzahl von Werkstücken hochgenau gescannt werden. Am heutigen Messtechnik-Montag befassen wir uns mit dem 3D-Scannen im schwierigeren Bereich, um die hohen Präzisionsanforderungen bei der Messung medizinischer Geräte zu erfüllen.

Erfassung eines 55-mm-Knochennagels

Scanning Objecjt: 55mm black bone nail

Einige Arten von Objekten sind grundsätzlich schwer zu erfassen: Stücke mit schwarzen oder spiegelnden Oberflächen oder von sehr geringer Größe erfordern üblicherweise zusätzliche Werkzeuge und technische Fähigkeiten, um sie erfolgreich in 3D zu scannen.

Hier zeigen wir ab Beispiel des Scannens von Knochennägeln, was dafür notwendig ist und wie der OptimScan 5M 3D-Scanner diese Herausforderungen im industriellen Einsatz bewältigt.

Das Scannen von Knochennägeln verlangt hohe Genauigkeit. Es hilft, die Auswirkungen von Metallimplantaten auf die medizinische Bildgebung und die Dosimetrie der Strahlentherapie zu simulieren und zu untersuchen, und erlaubt den Nachbau von Knochennägeln. Für diese Anwendungen sind genaueste Daten erforderlich.

Als Metallimplantat in der medizinischen Behandlung haben Knochennägel in der Strahlentherapie eine zweifache Wirkung.

1) Erzeugung von Metallartefakten in medizinischen Bildern, die die Diagnosegenauigkeit beeinträchtigen.

2) Auswirkungen auf die absorbierte Dosis von Arzneimitteln in den umgebenden Geweben.

Daher ist der Einsatz von 3D-Scans zur Entwicklung eines genauen mathematischen Modells von Metallimplantaten von großer praktischer Bedeutung.

Schritt 1: Auswertung der gescannten Teile

Um genaue Daten zu erhalten, müssen zunächst die zu scannenden Objekte bewertet und ihre
Eigenschaften bestimmt werden, um den Vorverarbeitungsprozess vorzubereiten. Schwarzes, reflektierendes Oberflächenmaterials bedeutet, dass der Knochennagel vor dem Scannen pulverbeschichtet werden muss.

Small size, only 55 mm in length
Nur 55 mm lang

Da es durch die geringe Größe unmöglich ist, Referenzpunkte für die automatisierte Verbindung zu nutzen, müssen die Daten manuell verbunden und zusammengeführt werden, indem Referenzpunkte auf die Unterlage gelegt und ein Übergangsstich verwendet wird.

In der Vorverarbeitungsphase müssen Sprühpulver und Referenzpunkte aufgebracht werden. Bei der Datenverarbeitung müssen die Daten manuell zusammengefügt und zusammengeführt werden.

Schritt 2: Vorverarbeitung

Pulverbeschichtung.

Schütteln Sie die Sprühflasche vor dem Sprühen des Pulvers, damit sich das Entwicklerpulver vollständig auflöst; vermeiden Sie gleichzeitig den direkten Kontakt mit dem Werkstück während des Sprühvorgangs.

Während des Pulversprühens ist ein Abstand von etwa 15-20 cm zum besprühten Werkstück einzuhalten und mit gleichmäßiger Geschwindigkeit hin und her zu sprühen.

Einfügen von Referenzpunkten.

Wenn das Werkstück zu klein ist, um Referenzpunkte aufzubringen, müssen mit Hilfe der Unterlage Punkte eingefügt werden, um die Scanverbindung abzuschließen. Dabei ist folgendes zu beachten:

1) Fügen Sie die Punkte auf dem Drehtisch oder der Vorrichtung ein. Wählen Sie die ursprünglichen Referenzpunkte für Ihren 3D-Scanner und markieren Sie sie an der ebenen oder gekrümmten Oberfläche. Sie müssen zufällig verteilt sein und dürfen nicht gleichmäßig aufgetragen werden. Beim Einfügen ist darauf zu achten, dass sie nicht zu regelmäßig sind. Die Bezugspunkte müssen intakt und sauber bleiben.

2) Fixieren Sie das Werkstück auf dem Drehtisch oder der Vorrichtung. Während des Dreh- und Scanvorgangs darf keine relative Verschiebung auftreten, da andernfalls die Datengenauigkeit beeinträchtigt wird.

OptimScan 5M Plus
Der vorbearbeitete Knochennagel wird gescannt

Schritt 3: Manuelles Splicen und Verschmelzen von Daten

scan data
Splicen und Verschmelzen von Daten

Je nach Komplexität des Werkstücks müssen zwei oder mehr Scans durchgeführt werden, um mehrere Scans der Daten zu erhalten.

Dann können die Daten manuell mit den entsprechenden Punkten auf den gescannten Daten verbunden und zu einem Ganzen verschmolzen werden, nachdem die Daten zu einer Gruppe zusammengefasst wurden.

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Splicing and merging data
Splicen und Verschmelzen von Daten

Der OptimScan 5M liefert hochpräzise Daten, wenn Sie die zu scannenden Teile korrekt bewerten, eine geeignete Vorverarbeitung dem tatsächlichen Zustand der Probe entsprechend durchführen und die gescannten Daten mit einer gewissen Sorgfalt anpassen wollen.

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