Laserkeilaus vs. 3D-skannaus – mikä on oikea mittausmenetelmä teollisuudessa?

Teollisuudessa mittaustarpeet vaihtelevat suuresti. Toisinaan pitää tarkistaa yksittäisen koneenosan mittatarkkuus mikrometriluokassa, ja toisinaan taas kartoittaa kokonainen tuotantotila tai tehdasrakennus.

Näissä tilanteissa puhutaan usein laserkeilauksesta ja 3D-skannauksesta – joskus jopa samana asiana. Todellisuudessa kyse on kuitenkin hieman eri mittausmenetelmistä, joilla on omat vahvuutensa.

Kun ymmärtää niiden erot, on helpompi valita oikea ratkaisu mittaustarpeeseen.

Mitä laserkeilaus tarkoittaa?

Laserkeilaus on mittausmenetelmä, jossa ympäristöä mitataan laserin avulla nopeasti ja laajalta alueelta. Laite lähettää lasersäteitä ympäristöön ja mittaa niiden palautumisajan. Näin syntyy pistepilvi, joka kuvaa mitattua kohdetta kolmiulotteisesti.

MLT:n mittauspalveluissa käytetään esimerkiksi Z+F Imager 5016 -laserkeilainta, joka soveltuu erityisesti teollisuusympäristöjen ja suurten tilojen mittaukseen. Laite tuottaa erittäin tiheän ja tarkan pistepilven, jonka avulla ympäristö voidaan mallintaa kolmiulotteisesti suunnittelua ja dokumentointia varten.

Laserkeilauksen vahvuus on suuret mittauskohteet.

Tyypillisiä käyttökohteita ovat esimerkiksi:

• tuotantotilat ja tehdashallit
• putkistot ja prosessilaitokset
• rakennukset ja infrastruktuuri
• suuret koneet ja linjastot

Laserkeilauksella voidaan mitata nopeasti jopa kymmenien metrien tai satojen metrien mittakaavassa olevia kohteita.

Esimerkki: tuotantotilan mittaus ennen layout-muutosta

Konepaja suunnittelee uuden tuotantolinjan asentamista olemassa olevaan halliin. Ennen suunnittelua täytyy tietää tarkasti:

• tilan mitat
• olemassa olevien koneiden sijainnit
• putkistot ja kaapelihyllyt
• kulkureitit ja vapaat tilat

Kun tila mitataan laserkeilaamalla, saadaan koko hallista tarkka pistepilvimalli. Tätä dataa voidaan käyttää suoraan suunnittelussa esimerkiksi CAD- tai layout-ohjelmissa.

Näin uudet koneet voidaan sovittaa tilaan jo suunnitteluvaiheessa ja vältytään tilanteilta, joissa asennusvaiheessa huomataan tilan olevan liian ahdas tai rakenteiden olevan eri paikassa kuin piirustuksissa.

Mitä 3D-skannaus tarkoittaa teollisuudessa?

3D-skannaus viittaa yleensä tarkempaan kappaletason mittaukseen. Sitä käytetään, kun halutaan mitata yksittäisiä osia, työkaluja tai rakenteita erittäin tarkasti.

MLT käyttää mittauksissa esimerkiksi Creaformin käsikäyttöisiä 3D-skannereita, jotka soveltuvat hyvin teollisuuden kappalemittauksiin. Käsiskannerin etuna on liikkuvuus: mittaus voidaan tehdä suoraan tuotantotilassa ilman, että kappaletta tarvitsee siirtää mittalaboratorioon.

3D-skanneri tuottaa myös pistepilven, mutta mittausalue on yleensä pienempi ja tarkkuus huomattavasti suurempi kuin laserkeilauksessa.

Tyypillisiä käyttökohteita ovat:

• koneenosien mittaus
• laadunvalvonta
• kuluneiden osien analysointi
• reverse engineering
• muottien ja työkalujen tarkistus

3D-skannaus mahdollistaa myös mitattujen kappaleiden vertailun suoraan CAD-malliin.

Käytännön esimerkki: koneenosan laadunvalvonta

Valmistavassa teollisuudessa valmistetaan usein koneenosia, joiden geometria on monimutkainen. Perinteinen mittaus työntömitalla tai mittakellolla ei aina anna riittävän kattavaa kuvaa kappaleesta.

Creaformin käsiskannerilla voidaan:

1. skannata koko kappale muutamassa minuutissa
2. muodostaa tarkka 3D-malli
3. verrata sitä suoraan suunnittelun CAD-malliin

Tuloksena nähdään nopeasti esimerkiksi:

• muotovirheet
• taipumat
• toleranssipoikkeamat
• valmistuksen aiheuttamat muutokset

Laadunvalvonta nopeutuu ja mittaustieto on huomattavasti kattavampaa kuin yksittäisiin mittapisteisiin perustuvassa mittauksessa.

Suurin ero: mittausalue ja tarkkuus

Yksinkertaistettuna ero voidaan tiivistää kahteen asiaan: mittausalueeseen ja tarkkuuteen.

Käytännössä nämä menetelmät täydentävät toisiaan, eivät kilpaile keskenään.

Esimerkiksi tuotantolinjan muutostyössä voidaan:

1. laserkeilata koko tehdastila Z+F Imager 5016 -laserkeilaimella
2. 3D-skannata yksittäiset koneenosat Creaformin käsiskannereilla

Näin suunnittelijoilla on käytössään sekä kokonaiskuva tuotantoympäristöstä että tarkka mittadata yksittäisistä komponenteista.