3D Scanning with Structured Light – Technology and Accuracy

Inom detta examensarbete beskrivs och testas tekniken strukturerat ljus 3D-skanning under användning av en kommersiell 3D-skanner. Arbetet utfördes vid Institutionen för tillämpad fysik och elektronik vid Umeå universitet och ska underlätta implementeringen av 3D-skanning i undervisningen inom högskoleingenjörsprogrammet för maskinteknik. En experimentell uppställning för 3D-skanning byggs upp och fyra olika fysiska objekt avbildas. 3D-modellen skrivs sedan ut med hjälp av en 3D-skrivare. En noggrann toleransanalys utförs där originalet, det digitala och det 3D-utskrivna objektet jämförs. Hårdvaran och mjukvaran som användes under projektets gång för att skapa 3D-modeller av fyra objekt dokumenteras i detalj. Metoden presenteras i form av en guide av hela processen från val av objekt till insamling av mätdata och 3D-modell. Det redogörs för skannerns tekniska funktioner samt om den uppfyller specifikationerna med hänsyn till noggrannhet och precision. Resultaten visar att tekniken kan återskapa fysiska objekt med stor noggrannhet och att den lämpar sig bäst för objekt med hög detaljrikedom, avancerade geometrier och en yta med låg reflektion.This thesis describes the technology of structured light 3D scanning when being tested with a commercial 3D scanner. The project was carried out at the Department of Applied Physics and Electronics at Umeå University and will aid the implementation of 3D scanning in the education of mechanical engineering at a bachelor’s degree level. An experimental set-up for 3D scanning is built and four different objects are scanned. The 3D model is printed with a 3D printer. An accurate tolerance analysis is performed comparing the original, digital and 3D printed objects. The method is presented in the form of a guide of the process from selection of objects to collection of measurement data and 3D model. It describes the technical functions of the scanner whether it meets the specifications with regard of accuracy and precision. The results show that the technology can reproduce physical objects with great accuracy and that it is best suited for objects with high detail, advanced geometries, and a surface with low reflection