3D-Scanning & Rekonstruktion von Bauteilen und Objekten

Dein Bauteil existiert – aber die digitalen Daten fehlen?

Gerade bei älteren Maschinen, Fahrzeugen, technischen Geräten, individuellen Konstruktionen oder nicht mehr verfügbaren Ersatzteilen fehlen häufig die ursprünglichen CAD-Daten, die für eine Rekonstruktion erforderlich wären. Das kann der Fall sein bei den Folgenden Situationen:

• Vielleicht liegt nur noch ein vorhandenes Bauteil vor.
• Vielleicht soll ein bestehendes Objekt verändert werden.
• Oder ein Ersatzteil ist vom Hersteller nicht mehr erhältlich.
• Hier beginnt der Prozess der digitalen Rekonstruktion.

Aus einem real vorhandenen Objekt kann ein digitales 3D-Modell entstehen, das anschließend konstruktiv bearbeitet und für die Fertigung vorbereitet wird.

Typische Aufgabenstellungen

• Ersatzteile digitalisieren und nachfertigen
• vorhandene Bauteile vermessen
• bestehende Objekte als CAD-Modell rekonstruieren
• technische Komponenten für die Weiterentwicklung erfassen
• Geometrien für Prototypen übernehmen
• nicht mehr verfügbare Bauteile nachbilden
• vorhandene Konstruktionen anpassen
• individuelle Bauteile digital erfassen
• 3D-Modelle für den 3D-Druck erstellen
• Kleinserien aus digitalen CAD-Daten fertigen

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Vom Objekt zum fertigen Bauteil

3D-Scanning und 3D-Druck sind besonders leistungsfähig, wenn beide Technologien als zusammenhängender Prozess betrachtet werden.

1. Objektanalyse

Zunächst wird geprüft, welches Bauteil oder Objekt digitalisiert werden soll und welche Genauigkeit für die spätere Anwendung erforderlich ist.

Dabei werden unter anderem berücksichtigt:

• Größe und Geometrie
• Oberflächenbeschaffenheit
• erforderliche Genauigkeit
• Funktionsflächen
• mechanische Belastung
• gewünschtes Fertigungsverfahren

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2. 3D-Scanning oder parametrische Vermessung

Das vorhandene Objekt wird mit geeigneter 3D-Scan-Technik digital erfasst.

Dabei entsteht zunächst eine digitale Punktwolke bzw. ein 3D-Netzmodell.

Je nach Objekt und Aufgabenstellung können unterschiedliche Scanverfahren sinnvoll sein.

Wichtig: Ein 3D-Scan ist nicht automatisch ein gebrauchsfertiges CAD-Modell.

Für eine technische Nachfertigung muss die erfasste Geometrie häufig weiterbearbeitet, bereinigt und konstruktiv rekonstruiert werden.

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3. Digitale Rekonstruktion

Aus den Scan-Daten wird ein nutzbares digitales Modell entwickelt.

Dabei können beispielsweise:

• Flächen bereinigt
• Geometrien rekonstruiert
• Bohrungen und Radien definiert
• Symmetrien hergestellt
• Referenzflächen erzeugt
• Maße angepasst
• Funktionsbereiche optimiert

werden.

Das Ergebnis kann ein digitales CAD-Modell für die weitere Bearbeitung und Fertigung sein.

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4. Optimierung des CAD-Modells für die Weiterverarbeitung

Die Digitalisierung bietet gleichzeitig die Möglichkeit, das ursprüngliche Bauteil weiterzuentwickeln.

Beispielsweise können:

• Wandstärken angepasst
• Befestigungspunkte verändert
• Abmessungen modifiziert
• Montagebereiche optimiert
• Materialeinsatz reduziert
• konstruktive Schwachstellen verbessert

werden.

So wird aus einer reinen Kopie bei Bedarf eine optimierte Neuentwicklung.

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5. Additive Fertigung – auch bekannt als 3D-Druck

Das fertige digitale Modell kann anschließend direkt für die additive Fertigung verwendet werden.

Für FDM-3D-Druck können je nach Anwendungsfall beispielsweise PLA, PLA+, PETG, TPU oder technische Filamente eingesetzt werden.

Welche Technologie und welches Material geeignet sind, hängt unter anderem von Belastung, Temperatur, Umgebung und gewünschter Funktion ab.

Das Ergebnis kann sein:

Prototyp → Einzelteil → Ersatzteil → Kleinserie

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Reverse Engineering mit 3D-Scanning

Wenn die ursprünglichen Konstruktionsdaten nicht mehr verfügbar sind, kann Reverse Engineering eine Möglichkeit sein, ein vorhandenes Bauteil wieder digital nutzbar zu machen.

Dabei geht es nicht lediglich darum, ein Objekt zu kopieren. Eher wird die vorhandene Geometrie analysiert und daraus eine für die weitere Konstruktion und Fertigung geeignete digitale Grundlage entwickelt.

Typischer Ablauf

Bestehendes Bauteil > 3D-Scan > Punktwolke / Mesh > Geometrieaufbereitung > CAD-Rekonstruktion > konstruktive Anpassung > Prototyp > Funktionsprüfung > finales Bauteil / Kleinserie

Dieser Prozess eignet sich insbesondere dann, wenn keine verwertbaren Original-CAD-Daten vorhanden sind.

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3D-Scanning für Ersatzteile

Ein häufiges Einsatzgebiet ist die Rekonstruktion nicht mehr verfügbarer Ersatzteile.

Beispielsweise:

• Kunststoffabdeckungen
• Halterungen
• Gehäuseteile
• Adapter
• Befestigungselemente
• individuelle Fahrzeugteile
• Komponenten für Maschinen und Anlagen
• technische Einzelteile
• Bauteile für Modellbau und Hobby

Dabei kann das vorhandene Original als geometrische Grundlage dienen.

Ziel

Nicht unbedingt das alte Bauteil 1:1 kopieren, sondern:

vorhandene Geometrie erfassen → CAD-Modell erstellen → Schwachstellen berücksichtigen → fertigungsgerechtes Bauteil entwickeln

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3D-Scan + CAD + 3D-Druck aus einer Hand

Der Vorteil einer durchgängigen Bearbeitung liegt darin, dass zwischen Digitalisierung, Konstruktion und Fertigung keine unnötigen Schnittstellen entstehen.

Ein Ansprechpartner für den gesamten Prozess

3D-Scanning

Digitalisierung des vorhandenen Objekts

↓

CAD & Reverse Engineering

Aufbereitung und Rekonstruktion der Geometrie

↓

Konstruktion

Anpassung und Optimierung

↓

3D-Druck

Herstellung des Prototyps, Ersatzteils oder der Kleinserie

↓

Iteration

Änderungen und Verbesserungen anhand des fertigen Bauteils

Gerade bei individuellen technischen Projekten ist dieser iterative Prozess ein wichtiger Bestandteil der Entwicklung.

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Für wen ist 3D-Scanning interessant?

Unternehmen

Wenn bestehende Bauteile digitalisiert, verändert oder nachgefertigt werden müssen.

Typische Anwendungen:

• Ersatzteilbeschaffung
• Prototyping
• Produktentwicklung
• technische Dokumentation
• individuelle Vorrichtungen
• Kleinserien

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Maschinenbau & technische Betriebe

Wenn bestehende Komponenten vermessen oder konstruktiv rekonstruiert werden sollen.

3D-Scanning kann dabei helfen, reale Geometrien schneller digital verfügbar zu machen.

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Fahrzeug- und Oldtimerbereich

Bei älteren Fahrzeugen fehlen häufig digitale Konstruktionsdaten.

Vorhandene Komponenten können als Grundlage für eine digitale Rekonstruktion dienen.

Besonders interessant ist die Kombination aus:

3D-Scan → CAD-Rekonstruktion → Anpassung → 3D-Druck

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Handwerk und Reparaturbetriebe

Wenn ein individuelles Ersatzteil benötigt wird, das nicht mehr verfügbar oder wirtschaftlich nicht als Originalteil beschaffbar ist.

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Produktentwicklung

Vorhandene Produkte oder Komponenten können digital erfasst und anschließend für neue Konstruktionen verwendet werden.

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Privatkunden

Auch individuelle Einzelstücke können digitalisiert und nachgebildet werden – beispielsweise für Reparaturen, Hobby, Modellbau, Fahrzeuge oder individuelle Konstruktionen.

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Was wird für einen 3D-Scan benötigt?

Idealerweise wird das Originalbauteil zur Verfügung gestellt.

Je nach Projekt können aber auch vorhandene Informationen hilfreich sein:

• vorhandenes Bauteil
• Fotos
• technische Zeichnungen
• Maße
• Skizzen
• vorhandene CAD-Dateien
• STL- oder OBJ-Dateien
• Informationen zur späteren Verwendung

Je mehr Informationen über die spätere Funktion des Bauteils bekannt sind, desto besser kann die Rekonstruktion auf die tatsächliche Anwendung abgestimmt werden.

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Welche Genauigkeit ist möglich?

Die erreichbare Genauigkeit hängt nicht ausschließlich vom verwendeten Scanner ab.

Entscheidend sind unter anderem:

• Größe und Form des Objekts
• Oberflächenbeschaffenheit
• Scanverfahren
• Messbedingungen
• erforderliche Toleranzen
• anschließende CAD-Aufbereitung
• Fertigungsverfahren

Deshalb wird die erforderliche Genauigkeit projektbezogen bewertet, liegt aber zumeist unter 0,05mm und damit ideal für den FDM-3D-Druck.

Für funktionale Bauteile ist insbesondere wichtig, welche Flächen und Maße tatsächlich funktionsrelevant sind.

Nicht jede Scan-Anwendung benötigt maximale geometrische Genauigkeit. Entscheidend ist die für den konkreten Anwendungsfall erforderliche Genauigkeit.

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Welche Daten können entstehen?

Je nach Projekt können unterschiedliche digitale Ergebnisse sinnvoll sein. Welche Daten tatsächlich bereitgestellt werden, wird abhängig vom Projekt und Verwendungszweck abgestimmt.

Scan-Formate	Konstruktionsdaten	Fertigungsdaten
Punktwolke Mesh STL OBJ	CAD-Modell STEP weitere geeignete CAD-Formate	STL/OBJ/3MF für den 3D-Druck fertigungsgerechte Modelle angepasste Varianten GCODE (maschinenlesbar)

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3D-Scanning ist mehr als reines „Scannen“

Ein häufiger Fehler besteht darin, den 3D-Scan bereits als fertiges Produkt zu betrachten.

Für eine technische Rekonstruktion sind mehrere Schritte erforderlich:

Scan ≠ CAD-Modell ≠ fertiges Bauteil

Ein Scan liefert zunächst digitale Geometriedaten.

Erst durch die anschließende Aufbereitung und Konstruktion entsteht ein Modell, das für einen konkreten Fertigungsprozess geeignet ist.

Genau hier liegt der Mehrwert der Kombination aus 3D-Scanning, CAD-Konstruktion und additiver Fertigung.

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Dein Projekt – von der Idee zum fertigen Bauteil

Du hast ein Bauteil, aber keine CAD-Daten?

Du benötigst ein Ersatzteil, das nicht mehr erhältlich ist?

Du möchtest ein bestehendes Objekt digitalisieren oder verändern?

Dann sende zunächst Informationen zu Deinem Projekt.

Für eine erste Einschätzung helfen:

• Fotos des Bauteils
• ungefähre Abmessungen
• Beschreibung der Funktion
• gewünschtes Ergebnis
• vorhandene technische Daten
• gewünschter Termin

Anschließend kann geprüft werden, ob 3D-Scanning, CAD-Rekonstruktion und 3D-Druck für Dein Projekt geeignet sind.

[Jetzt 3D-Projekt anfragen]

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3D-Scanning, Reverse Engineering und 3D-Druck in Niedersachsen

Daniel Lengies bietet individuelle Lösungen für 3D-Scanning, digitale Rekonstruktion, CAD-Konstruktion, Reverse Engineering und additive Fertigung.

Der Schwerpunkt liegt auf individuellen technischen Aufgabenstellungen für Unternehmen, Handwerk und Privatkunden.

Regional in Niedersachsen und im Raum Hannover – für geeignete Projekte auch darüber hinaus.

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Häufige Fragen zum 3D-Scanning

Kann jedes Objekt 3D-gescannt werden?

Nicht jedes Objekt lässt sich mit demselben Verfahren gleich gut erfassen. Oberfläche, Größe, Geometrie, Farbe, Transparenz und die geforderte Genauigkeit beeinflussen die geeignete Vorgehensweise.

Kann aus einem 3D-Scan ein CAD-Modell erstellt werden?

Ja. Allerdings ist dafür häufig eine zusätzliche geometrische Aufbereitung und CAD-Rekonstruktion erforderlich. Ein Scan und ein parametrisches CAD-Modell sind unterschiedliche Datentypen.

Kann ein gescanntes Bauteil anschließend 3D-gedruckt werden?

Ja. Die Scan-Daten müssen dafür in der Regel aufbereitet und für die konkrete Fertigung angepasst werden.

Können Bauteile verändert werden?

Ja. Eine digitale Rekonstruktion bietet die Möglichkeit, Abmessungen, Bohrungen, Befestigungen oder andere konstruktive Elemente anzupassen.

Kann ein nicht mehr verfügbares Ersatzteil rekonstruiert werden?

Das hängt vom Bauteil und seiner Funktion ab. Wenn ein Original oder ausreichende Informationen zur Verfügung stehen, kann geprüft werden, ob eine digitale Rekonstruktion und anschließende Fertigung möglich ist.

Welches Material wird für den 3D-Druck verwendet?

Je nach Anwendung kommen unterschiedliche FDM-Materialien infrage, beispielsweise PLA, PLA+, PETG oder TPU. Auswahlkriterien sind unter anderem mechanische Belastung, Temperaturbeständigkeit, Flexibilität und Umgebung.

Wie viel kostet ein 3D-Scan?

Die Kosten hängen stark von Größe, Geometrie, Scanaufwand, gewünschter Genauigkeit und der anschließenden CAD-Rekonstruktion ab. Für ein konkretes Projekt ist deshalb eine individuelle Einschätzung sinnvoll.

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Dein Bauteil soll digital werden?

Vom vorhandenen Objekt zum digitalen CAD-Modell und weiter zum fertigen 3D-Druck.

Beschreibe kurz Dein Projekt und sende – wenn möglich – Fotos, Maße oder vorhandene Unterlagen.

Daniel Lengies – 3D-Scanning – Reverse Engineering – CAD – 3D-Druck