KMG-Maschinen vs. 3D-Scanner: Welches Werkzeug ist das beste?

In der Welt der Präzisionsmessung und Qualitätskontrolle können die von uns gewählten Werkzeuge unsere Produktionsprozesse und -ergebnisse maßgeblich beeinflussen. Zwei der am häufigsten eingesetzten Technologien in diesem Bereich sind Koordinatenmessgeräte (KMG) und 3D-Scanner. Beide dienen zwar der Bestimmung von Abmessungen und Geometrien von Teilen, unterscheiden sich jedoch grundlegend in Methodik, Anwendung und Ergebnis. Dieser Blog untersucht die wichtigsten Unterschiede zwischen CMM-Maschinen und 3D-Scanner und erklären, warum unsere Seal 3D-Scanner übertrifft herkömmliche Koordinatenmessgeräte.

 

 

KMG-Maschinen verstehen

„Eine Koordinatenmessmaschine (KMG) ist ein Gerät, das die Geometrie physischer Objekte misst, indem es einzelne Punkte auf der Oberfläche des Objekts mit einer Sonde erfasst. Verschiedene Arten von Sonden werden verwendet in CMM-Maschinen, am gebräuchlichsten sind mechanische und Lasersensoren, obwohl es auch optische und Weißlichtsensoren gibt. Je nach Maschine kann die Sondenposition manuell von einem Bediener oder computergesteuert gesteuert werden. CMM-Maschinen (Koordinatenmessgerät) Geben Sie die Position einer Sonde anhand ihrer Verschiebung von einer Referenzposition in einem dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystem (d. h. mit XYZ-Achsen) an.“ -- Aus Wikipedia

 

 

3D-Scanner verstehen

3D-Scannen ist der Prozess der Analyse eines realen Objekts oder einer realen Umgebung, um dreidimensionale Daten seiner Form und möglicherweise seines Aussehens (z. B. Farbe) zu erfassen. Die gesammelten Daten können dann zur Erstellung digitaler 3D-Modelle verwendet werden. 3D-Scannen umfasst industrielle Computertomographie, 3D-Scanner mit strukturiertem Licht und LiDAR-3D-Scanner, die zur Erstellung digitaler 3D-Modelle ohne zerstörungsfreie Prüfung verwendet werden können. -- Aus Wikipedia

 

Ein 3D-Scanner mit strukturiertem Licht erfasst die dreidimensionale Form eines Objekts durch die Projektion von Lichtmustern, beispielsweise Gittern oder Streifen, auf dessen Oberfläche. Die Verformung dieser Muster wird von Kameras aufgezeichnet und mithilfe spezieller Algorithmen verarbeitet, um ein detailliertes 3D-Modell zu erstellen.

 

Der Seal 3D-Scanner bietet eine außergewöhnliche Genauigkeit von 0,01 mm und eine Auflösung von 0,05 mm. Mit einer Bildrate von 10 Bildern pro Sekunde und fortschrittlicher visueller KI-Verfolgung arbeitet er effektiv in einem Arbeitsabstand von 180–280 mm und bietet Flexibilität für verschiedene Umgebungen. Seine vielseitigen Scanfunktionen umfassen einen einzelnen Erfassungsbereich von 100 x 75 mm und einen breiteren Scanbereich von 10–300 mm. Eine blaue Lichtquelle verbessert die Detailerfassung und reduziert Störungen durch Umgebungslicht, wodurch Farbbilder problemlos realisiert werden können.

 

 

Arten von KMG-Maschinen

1. Brücken-KMG

Der am weitesten verbreitete Typ verfügt über eine brückenartige Struktur, die es der Sonde ermöglicht, sich entlang dreier Achsen zu bewegen. Dieses Design eignet sich perfekt für die Messung großer Bauteile und bietet hohe Präzision, was es zu einem unverzichtbaren Bestandteil vieler Fertigungsumgebungen macht.

 

2. Horizontalarm-KMG

Dieser Typ ist auf größere Teile zugeschnitten und wird häufig in der Automobilindustrie eingesetzt. Das horizontale Armdesign ermöglicht einfachen Zugang und Vielseitigkeit, sodass Bediener komplexe Geometrien problemlos messen können.

 

3. Tragbares Koordinatenmessgerät

Tragbare Koordinatenmessgeräte sind leicht und flexibel und eignen sich ideal für Messungen vor Ort. Dank fortschrittlicher Laserscan-Funktionen können sie schnell Daten von verschiedenen Standorten erfassen und sind daher für Feldinspektionen unverzichtbar.

 

4. Gelenkarm-KMG

Gelenkarm-KMGs zeichnen sich durch ihr flexibles Armdesign aus und ermöglichen eine außergewöhnliche Manövrierfähigkeit. Dieser Typ eignet sich ideal für komplexe Messungen in engen Räumen, beispielsweise in komplexen Baugruppen oder bei der Bearbeitung empfindlicher Komponenten.

 

 

Arten von 3D-Scannern

1. Laser-Triangulationsscanner

Lasertriangulationsscanner sind die erste Wahl, wenn es auf Präzision und Oberflächendetails ankommt. Ihre hohe Auflösung und Genauigkeit machen sie ideal für Reverse Engineering, Qualitätsprüfung und Fertigungsabläufe, bei denen Maßtoleranzen entscheidend sind. Sie benötigen jedoch eine kontrollierte Beleuchtung und haben Probleme mit transparenten oder reflektierenden Oberflächen. Daher eignen sie sich am besten für den Einsatz in stabilen Innenräumen.

 

2. Strukturlichtscanner

Strukturlichtscanner bieten ein hervorragendes Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und Genauigkeit. Ihre Fähigkeit, detaillierte Oberflächendaten schnell zu erfassen, macht sie ideal für das Scannen von Objekten wie Konsumgütern, Zahnmodellen oder Skulpturen. Obwohl sie in statischen und gut beleuchteten Umgebungen die beste Leistung erbringen, sollte ihre Empfindlichkeit gegenüber Bewegung und Umgebungslicht bei der Einrichtung berücksichtigt werden.

 

3. Time-of-Flight (ToF)-Scanner

ToF-Scanner sind eher für das Scannen großer Räume als für detailreiche Objekte konzipiert. Ihre hohe Erfassungsgeschwindigkeit und ihre große Reichweite machen sie zur idealen Wahl für Architektur, Bauingenieurwesen und Bauwesen. Obwohl ihnen die hohe Präzision von Nahbereichsscannern fehlt, zeichnen sie sich durch die effiziente Erfassung von Raum- oder Gebäudedaten aus.

 

4. Photogrammetrie

Photogrammetrie zeichnet sich durch ihre Erschwinglichkeit und ihren Texturreichtum aus. Mit nur einer Digitalkamera und guter Software können Anwender fotorealistische Modelle von Objekten, Szenen oder Landschaften erstellen. Obwohl sie nicht an die geometrische Präzision von Laser- oder strukturierten Lichtsystemen heranreicht, glänzt sie in Bereichen wie der Erhaltung des kulturellen Erbes, visuellen Effekten und der 3D-Modellierung für Hobbyfotografen.

 

5. Laserpulsscanner (LiDAR)

LiDAR-Scanner sind unübertroffen, wenn es um das Scannen großer Flächen oder komplexer Umgebungen wie Wälder, Städte oder Industriegelände geht. Ihre Fähigkeit, bei hellem Sonnenlicht zu arbeiten und unzugängliche Bereiche zu kartieren, macht sie unverzichtbar für Geodatenanalysen, autonome Fahrzeuge und die Stadtplanung. Obwohl sie teuer sind, sind sie für die großflächige 3D-Datenerfassung im Freien unverzichtbar.

 

6. Kontaktscanner

Kontaktscanner bleiben der Goldstandard für hochpräzise Messtechnik. Sie werden vor allem in der industriellen Qualitätskontrolle und in Koordinatenmessgeräten eingesetzt (CMM-Maschinen), bieten sie durch physisches Abtasten des Objekts eine beispiellose Genauigkeit. Ihre geringe Geschwindigkeit und die Unfähigkeit, weiche oder empfindliche Objekte zu scannen, beschränken sie jedoch auf bestimmte, hochpräzise Anwendungen im kleinen Maßstab.

 

7. Tragbare 3D-Scanner

Handscanner vereinen Flexibilität und Mobilität und eignen sich daher ideal zum Scannen schwer erreichbarer Stellen, lebender Objekte (z. B. Menschen) und mittelgroßer Objekte. Ihre Benutzerfreundlichkeit und Bedienerfreundlichkeit machen sie in Branchen wie der Medizin, der Fertigung und der bildenden Kunst beliebt. Die Genauigkeit hängt jedoch stark von der Technik des Benutzers ab, und oft ist eine Nachbearbeitung erforderlich.

 

8. Desktop-/stationäre 3D-Scanner

Desktop-Scanner ermöglichen hochwertige Scans kleiner Objekte in einem kompakten, kontrollierten Setup. Diese Systeme werden häufig für Schmuck, Zahnteile oder kleine mechanische Komponenten eingesetzt und werden für ihre Genauigkeit, Automatisierung und Benutzerfreundlichkeit geschätzt. Sie sind jedoch auf Objekte beschränkt, die in ihr Scanvolumen passen, und eignen sich nicht für den Außeneinsatz.

 

 

KMG vs. 3D-Scanner (mit Seal 3D-Scanner (Beispiel)

Besonderheit	KMG (Koordinatenmessgerät)	3D-Scanner (Allgemein)	Seal 3D-Scanner (Beispiel)
Messmethode	Kontakt (taktiles Abtasten)	Berührungslos (Licht, Laser oder Bilder)	Berührungslos (Blaulicht, strukturierte Beleuchtung)
Genauigkeit	Extrem hoch (±0,002–0,01 mm)	Mäßig bis hoch (typischerweise ±0,03–0,1 mm)	±0,01 mm (sehr hoch für einen Handscanner)
Auflösung	Punkt-zu-Punkt; beschränkt auf den Prüfpfad	Hohe Punktdichte; vollständige Oberflächendaten	0,05 mm
Geschwindigkeit	Langsam (Punkt für Punkt)	Schnell (Tausende von Punkten pro Sekunde)	10 Bilder/s (schnell, effizient für kleine Objekte)
Oberflächenempfindlichkeit	Unempfindlich gegenüber Farbe, Reflektivität oder Textur	Kann bei glänzenden/dunklen/transparenten Oberflächen Probleme haben	Blaues Licht + KI-Tracking verbessert die Leistung
Texturerfassung	Nein	Ja (variiert je nach Modell)	Unterstützt Farbtextur
Beste für	Starre, hochpräzise Teile	Freiform, komplexe, organische Formen	Kleine, detaillierte, farbige Objekte
Arbeitsentfernung	Feste Sondenposition	Variiert je nach Modell	180–280 mm
Aufnahmevolumen	Begrenzt auf die Größe des Maschinenbetts	Variiert stark (mm bis Meter)	100×75 mm Einzelaufnahme; 10–300 mm Reichweite
Mobilität	Stationär; Labor-/Industrieeinsatz	Desktop oder tragbar, je nach Typ	Handgerät, kompakt (254 g, 110×60×35 mm)
Umweltanforderungen	Stabile Laborbedingungen ideal	Lichtempfindlich; einige Modelle funktionieren im Freien	Funktioniert in Innenräumen, stabile Beleuchtung am besten
Nachbearbeitung	Minimal; oft direkt zur Inspektionssoftware	Erforderlich (Netzbereinigung, Ausrichtung usw.)	Einfache Ausrichtung mit KI-visueller Verfolgung
Kosten	30.000 bis 250.000 US-Dollar	100 bis 100.000 US-Dollar	359 bis 699 US-Dollar

 

 

Fazit

In den heutigen schnelllebigen Inspektions- und Designumgebungen sind sowohl CMM-Maschinen und 3D-Scanner erfüllen wichtige Aufgaben – KMGs zeichnen sich durch ultrapräzise, kontaktbasierte Messungen starrer Teile aus, während 3D-Scanner schnelleres, flexibleres und berührungsloses Scannen ermöglichen. Die Seal Der 3D-Scanner besticht durch eine Genauigkeit von 0,01 mm, KI-basierte visuelle Verfolgung und Blaulichttechnologie und liefert Ergebnisse in Industriequalität in einem kompakten, tragbaren Format. Für Benutzer, die Geschwindigkeit, Detailgenauigkeit und Farberfassung für verschiedene Anwendungen benötigen, Seal bietet eine leistungsstarke Alternative zu herkömmlichen KMGs.