Hoeveel detail heb je echt nodig in een 3D scan?

Over resolutie en bestandsgrootte, en hoe je de juiste afweging maakt.

Bij een 3D scan denk je misschien: hoe meer detail, hoe beter. In de praktijk ligt het genuanceerder. De juiste resolutie kiezen is een afweging tussen de detailgraad die jouw toepassing nodig heeft en de bestandsgrootte waarmee je daarna comfortabel wilt werken. In deze blog leggen we uit wat scandata precies is, hoeveel data je nodig hebt voor verschillende toepassingen en hoe resolutie je bestandsgrootte beïnvloedt. We tonen dat met een concreet voorbeeld.

Wat is scandata eigenlijk?

Een 3D scanner legt een object vast als een puntenwolk: een dichte verzameling punten die de vorm en het oppervlak beschrijven. Die puntenwolk trianguleren we vervolgens tot een mesh, een netwerk van kleine driehoeken. Die mesh is het werkbestand, meestal een STL, dat je daarna gebruikt voor de volgende stap.

Afhankelijk van je doel kan dat zijn:

• Reverse engineering: de mesh omzetten naar een CAD model.
• 3D printen: het object rechtstreeks reproduceren.
• Dimensionele kwaliteitscontrole: het stuk opmeten en controleren.
• Een vergelijkende studie met het CAD ontwerp of met een vorige versie van het product.

Hoeveel data heb je nodig? Dat hangt af van je doel

Niet elke toepassing vraagt evenveel data. Het loont om dit vooraf te bepalen, want het bepaalt mee hoe je scant.

Kwaliteitscontrole en vergelijkingen

Hiervoor wil je liefst 100% data, zo ben je zeker dat er geen zaken over het hoofd worden gezien die de functionaliteit van het stuk kunnen beinvloeden. Een optische scanner legt de buitengeometrie vast. Wil je ook de interne geometrie meten, denk aan caviteiten, wanddiktes of verborgen features, dan biedt X-ray CT scanning die volledige data zonder het stuk te beschadigen.

Reverse engineering

Hier heb je geen 100% data nodig. Je moet uiteraard wel data hebben van de zaken die je wilt omzetten naar een CAD bestand. Een gerichte scan van de relevante vlakken volstaat vaak.

3D printen

Voor 3D printen heb je een waterdicht model nodig. Daarom bewerken we de mesh zodat er geen gaten meer in zitten, zeker waar de scanner moeilijk bij kon. Een gesloten mesh is de basis voor een betrouwbare print.

Welke detailgraad heb je nodig?

De vuistregel is eenvoudig: kijk naar de kleinste feature die je wilt vastleggen op je onderdeel. Wil je een fijne radius, een scherpe kartel of een kleine boring nauwkeurig terugzien in je data, dan heb je een hogere resolutie nodig. Gaat het om grotere, vloeiende vlakken, dan kan een lagere resolutie volstaan. Hoe je die resolutie instelt, verschilt per type scanner.

Resolutie bij optische scanners op basis van gestructureerd licht

Bij onze optische scanner op basis van gestructureerd licht hangt de resolutie af van de lenzenset die je monteert. Vergelijk het met een fotocamera: je kiest tussen een lens die ver inzoomt of een lens met een brede hoek. Let wel: het kijkveld, oftewel het meetvolume, verandert daar mee. Hoe kleiner het meetvolume, hoe fijner de resolutie.

Een heel groot onderdeel scan je dus niet met het allerkleinste meetvolume. Je zou niet alleen heel veel meetposities nodig hebben, ook de bestandsgrootte zou enorm oplopen.

Let op: resolutie is niet hetzelfde als meetnauwkeurigheid

Dit is een belangrijk onderscheid dat snel voor verwarring zorgt. De resolutiewaarden hierboven gaan over de graad van detail, oftewel de kleinste feature die we kunnen onderscheiden. Dat staat los van de meetnauwkeurigheid, oftewel hoe dicht een gemeten waarde bij de werkelijke maat ligt. In de praktijk is die nauwkeurigheid beduidend hoger: de afwijking is een stuk kleiner dan de resolutiegetallen doen vermoeden.

De nauwkeurigheid hangt onder meer af van de gebruikte scanningspray. Zo’n spray legt een dun laagje op het oppervlak zodat de scanner het goed kan uitlezen. Hoe dunner en fijner dat laagje, hoe beter de nauwkeurigheid. Een airbrush geeft de dunste laag en dus de beste waarden. Zelfverdampende sprays zoals AESUB Blue zijn erg handig in gebruik, maar leggen een iets dikkere laag en geven daardoor net iets hogere afwijkingen.

Onderstaande tabel toont de indicatieve meetnauwkeurigheid (in mm) van onze optische scanner op basis van gestructureerd licht, per lenzenset en per type spray:

Deze waarden zijn indicatief en steeds product- en applicatieafhankelijk. Is een exacte nauwkeurigheid voor jouw onderdeel cruciaal, dan voeren we daarvoor een MSA (Measurement System Analysis) uit op jouw specifieke product.

Resolutie bij laserlijn scanners

Bij onze laserlijn scanners stel je de resolutie in voor je begint te scannen. Eens gekozen, hou je die instelling aan tijdens het scannen. Je hebt wel altijd de optie om een bepaalde zone met een hogere resolutie bij te scannen met de multi-resolutie tool. Zo combineer je een efficiente basisresolutie met extra detail waar het er echt toe doet.

Het effect op bestandsgrootte: een concreet voorbeeld

Om te tonen hoe sterk de resolutie de bestandsgrootte beinvloedt, scanden we hetzelfde testobject, een afgietsel van een voet, op verschillende scanners en resoluties. Alle data staat in STL formaat.

Het verschil is groot. Op de KScan-E daalt het bestand van ruim 2 GB bij 0,05 mm naar 20 MB bij 0,5 mm, terwijl het om exact hetzelfde object gaat. Dat is een factor honderd in bestandsgrootte. Voor heel wat toepassingen is die allerhoogste resolutie overbodig en werk je daarna veel vlotter met een lichter bestand: sneller laden, sneller uitlijnen en sneller analyseren.

De juiste keuze maken? Wij denken graag mee

Er bestaat geen universeel “beste” resolutie. De juiste keuze hangt af van wat je met de data wilt doen en welk detail er echt toe doet. Daarom starten we bij elk project met een eenvoudige maar belangrijke vraag: waarom wil je dit meten? Vanuit dat antwoord bepalen we samen de scantechniek, het meetvolume en de resolutie die passen bij jouw toepassing, zonder onnodig zware bestanden.

Twijfel je welke aanpak het beste past bij jouw onderdeel? Neem gerust contact op. We antwoorden steeds binnen 24 uur.

info@tetravision.be  |  +32 16 91 04 20