3D Skanneri Juurutamise Võimalused Tallinna Tehnikakõrgkooli Mõõtetehnika Laboris

Lõputöö "3D skanneri juurutamise võimalused Tallinna Tehnikakõrgkooli mõõtetehnika laboris" eesmärk oli uurida 3D skannereid, anda informatsiooni nende võimalikest kasutusaladest ja soovitada sobivat seadet Tallinna Tehnikakõrgkooli mõõtetehnika laborisse. Ülevaate saamiseks tuli välja tuua parameetrid, millega on võimalik skannereid omavahel võrrelda, ning uurida, milliseid tarkvarasid on tarvis 3D mudelite loomiseks. Lõputöö esimene osa käsitleb mitmesuguseid 3D skannerite mudeleid. Lähemalt kirjeldatakse seadmete tööpõhimõtteid ja parameetreid; selgitatakse, mis vahe on aktiiv- ja passiivskanneritel ning millised näitajad mõjutavad seadmete töö kvaliteeti. Lisaks tuuakse välja skannerite kasutamisvaldkonnad. Näiteks meelelahutusäris annab 3D skanner võimaluse luua madalama eelarvega eriefekte, arheoloogias aga saab digitaalselt salvestada ajaloolisi esemeid ja talletada vajalikku informatsiooni mõne tuleviku restaureerimistöö tarbeks. Samuti leiab 3D skannerile laialdast kasutust tööstuses: kvaliteedi kontrolli puhul saab mõõta detailide gabariite ja välja selgitada deformatsiooni kohti; pöördprojekteerimise korral annab skaneering detaili täpsete mõõtmetega digitaalse koopia ja see võimaldab eset CAD programmi abil täiustada. Teises osas antakse ülevaade 3D skaneerimise teenust pakkuvatest firmadest Eestis: iseloomustatakse firmat ja tuuakse välja ettevõtte peamised tegevusalad. Lisaks kirjeldatakse, millise tehnoloogiaga skannereid (enamasti aktiivskannereid) need firmad kasutavad ning millistele sihtrühmadele nende teenused on suunatud (peamiselt tööstusele ja avalikule sektorile). Peale selle loetletakse, milliseid 3D skaneerimise teenuseid Eestis üldse pakutakse, alustades hoonete mõõtmisest ja lõpetades hambaproteeside valmistamisega. Viimases osas on vaatluse all mitu erinevat 3D skannerit. Peatükis kirjeldatakse nende skannerite häid ja halbu külgi, selgitatakse erinevaid parameetreid ning loetletakse skannerite kasutusvõimalusi. Teada saab ka seda, kas tegu on tavakasutajale või tööstusettevõttele sobiliku seadmega. Tabelis on märgitud skannerite resolutsioon, mõõtmistäpsus ja hind - see annab hea ülevaate töös käsitletud seadmetest. Lisaks on eraldi koondtabelis välja toodud üheksa erinevat tarkvaraprogrammi, millega saab punktipilvest teha sobiva faili ja CAD programmis edasi töötada. Kuna Tallinna Tehnikakõrgkooli mõõtetehnika laborisse sobivale skannerile olid eelduseks võimalikult punktuaalne mõõtmistäpsus (umbkaudu 0,01 mm) ja portatiivsus, et seadet oleks võimalik kaasas kanda, siis lõpetuseks soovitataksegi laborisse kahte skannerit: Nikon ModelMaker MMDx ja Creaform HandySCAN 700. Mõlemad nimetatud seadmed peaks oma mõõtmetelt olema pigem väiksemad kui suuremad, kuid piisavad, et skanneriga oleks mugav ümber käia ja see oleks sobilik laboris kasutamiseks.

The goal of the current thesis „Possibilities of Introducing the 3D Scanner into the Measurement Technique Laboratory at TTK University of Applied Sciences“ was to investigate 3D scanners available in Estonia, give information on possible areas of their application and give a recommendation to the Measurement Technique Laboratory at TTK University of Applied Sciences on the scanner which could be suitable in the laboratory. For better overview comparative parameters of scanners and software for 3D model creation had to be explored. The first part of the thesis handles the models of different 3D scanners. Working principles and parameters of the scanners were described in detail, the difference between active and passive scanners and which indicators influence the quality of the work of the scanner were explained. Additionally areas of application of the scanners were given: for example in the show business the 3D scanner gives the possibility for a lower budget to create special effects, in archaeology historical articles can be scanned digitally and information can be preserved for future restoration works. 3D scanners are also widely used in the industry: parameters of details can be measured for quality control and deformation spots can be found out; in case of the reverse engineering the scan gives the accurate digital copy of the detail with exact measurements and this enables to improve the detail by using the CAD programme. In the second part of the thesis the overview of Estonian companies providing 3D scanning services was given: the characteristics and main fields of activities of those companies were brought out. Also the used technologies of the scanners (mainly active-scanners) and addressed target groups (primarily industry and public sector) were described. Besides, all 3D services provided in Estonia are listed in this chapter: starting with measuring buildings and coming down to creating dentures. The last part of the thesis gives the results of the comparison of some 3D scanners: positive and negative sides of the scanners were described, different parameters were explained and areas of their application were listed. From this chapter one can also learn if the scanner is suitable for ordinary user or for an industrial enterprise. The table with resolutions, measuring accuracies and prices of the scanners gives the perfect overview of the appliances compared. Additionally the separate consolidated table consists of nine different software programmes which enable to create a suitable file from the point cloud and process this further in the CAD programme. As main expectations to the scanner suitable for the Measurement Technique Laboratory at TTK University of Applied Sciences were best possible accuracy (measuring accuracy approx. 0,01 mm) and portability – easy to take the scanner along, the two following scanners were recommended at the end: Nikon ModelMaker MMDx ja Creaform HandySCAN 700. Both appliances are rather smaller than bigger on the measurements but sufficient for comfortable handling and appropriate for using in the laboratory.