3D-mittausdatan muuttaminen CAD-tiedostoksi

Eerik Smeds

3D-MITTAUSDATAN MUUTTAMINEN CAD-TIEDOSTOKSI

3D-MITTAUSDATAN MUUTTAMINEN CAD-TIEDOSTOKSI

Eerik Smeds Opinnäytetyö Kevät 2021

Konetekniikan tutkinto-ohjelma Oulun ammattikorkeakoulu

3

TIIVISTELMÄ

Oulun ammattikorkeakoulu

Konetekniikan tutkinto-ohjelma, tuotantotekniikka Tekijä: Eerik Smeds

Opinnäytetyön nimi suomeksi: 3D-mittausdatan muuttaminen CAD-tiedostoksi Opinnäytetyön nimi englanniksi: Convertion of 3D measurements data into a CAD file

Työn ohjaaja: Matti Rahko

Työn valmistumislukukausi ja -vuosi: kevät 2021 Sivumäärä: 46 + 0 liitettä

Tässä opinnäytetyössä selvitettiin Creaform HandySCAN 3D -käsiskannerin käy- tettävyyttä suorittamalla skannauksia. Samalla tutkittiin, kuinka mittausdataa voi- daan hyödyntää jatkotutkimuksia ajatellen.

Työssä käytettiin apuna erilaisia mesh-tiedostojen muokkaukseen käytettäviä oh- jelmia ja useita eri suunnitteluohjelmistoja, joissa muokattuja ja ei-muokattua mesh-tiedostoja avattiin ja yritettiin muokata. Suunnitteluohjelmien käyttö rajattiin SolidWorksin, Inventorin sekä Fusion 360:n käyttöön, mutta mesh-tiedostoja voi avata ja käyttää myös kaikilla muilla yleisimmillä suunnitteluohjelmilla.

Mesh-tiedostojen soveltuvuus eri suunnitteluohjelmien kanssa koitui hankalaksi sen muokattavuuden puutteiden vuoksi. Mesh-tiedostot, jotka sisältävät paljon kolmiogeometriaa ja usein jopa satojatuhansia pieniä kolmioita, ovat vaikeasti muokattava, joten suoraa, helppoa tapaa muokkaamiseen suunnitteluohjelmissa ei ole.

Lopputuloksena selvisi tiedostojen käytettävyys eri suunnitteluohjelmien kanssa ja se, mitä tiedostoille on tehtävä, jotta niistä saadaan muokattavia kokonaisuuk- sia takaisinmallinnustarkoituksiin tai jatkojalostusta varten. Tiedostoja on muo- kattava jälkikäteen eri mesh-tiedostoja avaavien jälkikäsittelyyn suunniteltujen ohjelmien avulla ja korjattava niistä kolmiogeometriaa sekä vähennettävä niitä.

Suoraa yksinkertaista tapaa tiedostojen muokkaamista varten eri suunnitteluoh- jelmissa ei löytynyt, sillä kappaleiden geometria tuottaa jopa voimakkaimmille oh- jelmille ongelmallisen tiedoston takaisinmallinnusta varten. Ulossaadut tiedostot voidaan sketsien avulla luoda uudestaan ja siten tuottaa skannattu pinta tarkasti mallia apuna käyttäen uudestaan.

Asiasanat: tietokoneavusteinen suunnittelu, 3D-tulostus, tiedostomuodot, suun- nittelija, 3D-skannaus

4

ABSTRACT

Oulu University of Applied Sciences Degree programme, option

Author: Eerik Smeds

Title of thesis: Convertion of 3D measurements data into a CAD file Supervisor: Matti Rahko

Term and year when the thesis was submitted: Spring 2021 Pages: 46 + 0 appendices

This final thesis is a research of usability of Creaform HandySCAN 3D during the scans performed and how the data to be used was conducted.

In the thesis, many programs that can open and edit mesh files were used and the scan data files opened with or without editing them before hands with a few chosen design software. The files were imported to the design software and changes to their geometrical attributes were made. The chosen design software’s were limited to SolidWorks, Inventor and Fusion 360 even though the opening of mesh files is supported by most designing software’s.

The suitability of the mesh files with different designing software ended up being more difficult than anticipated because of the restrictions that can be made to the files. The mesh files include a huge amount of triangle geometrical faces that the scanned surface consist of and there is not a quick and easy way to edit them into simple click-to-open ready design files.

The result of the research ended up with a conclusion of what the files are used for and what can be done to them after the scans. The scanned files can be used in different universal designing software that allow for opening .stl files and other mesh files to be used for reverse engineering or enhancing already existing ge- ometry. There is no easy way of editing mesh-files in designing software such as SolidWorks and therefore the exported files from the 3D scanner cannot be di- rectly edited and only used as a model for designing and drawing the part again.

Keywords: computer-aided design, 3D printing, file format, engineer, 3D scan- ning

5

SISÄLLYS

TIIVISTELMÄ 3

ABSTRACT 4

SISÄLLYS 5

LYHENTEET 7

1 JOHDANTO 8

2 3D-SKANNAUS 9

2.1 Yleistä 9

2.2 Historia 10

2.3 Käyttö teollisuudessa 11

2.4 Skannauksen teknologiat 12

2.4.1 Photogrammetry 13

2.4.2 Structured Light 14

2.4.3 TOF (Time of Flight) 15

2.4.4 Triangulation (Laser 3D scanner) 16

2.4.5 Contact 17

3 SUUNNITTELUOHJELMAT 19

3.1 VXelements 19

3.2 VXmodel 20

3.3 VXinspect 21

3.4 Meshmixer 22

3.5 Autodesk ReCap Photo 22

3.6 SolidWorks 23

3.7 Autodesk Fusion 360 24

3.8 Autodesk Inventor 25

4 3D-KÄSISKANNERIT 27

4.1 Yleistä 27

4.2 Harrastelukäyttö 27

4.3 Ammattilaiskäyttö 28

4.4 Teollisuuskäyttö 29

5 3D-MITTAUSDATAN MUUTTAMINEN CAD-TIEDOSTOKSI 31

6

5.1 Alustus 31

5.2 3D-skannaus 31

5.3 Työn aloitus 32

5.4 Mittausdataan tutustuminen 33

5.5 Mittausdatan muokkaaminen eri ohjelmissa 34

5.6 Skannattavien pintojen kokorajoitukset 37

5.7 Tiedostojen siirtäminen eri suunnitteluohjelmiin 38

6 YHTEENVETO 41

LÄHTEET 43

7

LYHENTEET

3MF 3D-tulostuksessa käytettävä tiedostomuoto

IGES Initial Graphics Exchange Specification, 2D- ja 3D-mal- linnuksen yhteydessä käytettävä tiedostomuoto

Mesh 3D-tiedosto, joka sisältää pinnan tiedot kolmiogeomet- riana

OBJ 3D-mallin tiedostomuoto, jolla voidaan tallentaa värejä STL 3D-mallin tiedostomuoto, käytetään 3D-tulostuksessa ja

suunnittelussa

STEP CAD-suunnitteluohjelmien tiedostomuoto, joka perustuu ISO 10303-21 -standardiin

8

1 JOHDANTO

3D-skannausta hyödynnetään teollisuuden suunnittelussa niin uusien kuin van- hojenkin esineiden mallintamiseen. Tarkoituksena on saada mittatarkkaa tietoa kohteesta siihen koskematta. 3D-skannauksen avulla muodostuu pistepilvi, jossa jokaisella mitatulla pisteellä on oma kolmiulotteinen paikka X-, Y- ja Z-koordinaa- tistossa. Pistepilveä kyetään harventamaan ja hajanaisia pisteitä yhdistämään sille suunniteltujen ohjelmien avulla. Yleisesti ottaen pistepilveä joudutaan jalos- tamaan aloitusta pidemmälle suunnittelua ja takaisinmallinnusta ajatellen sen käyttöä varten. Pistepilvestä voidaan luoda 3D-malli, jota voidaan käyttää suun- nittelussa.

Opinnäytetyön toimeksiantajana on Oulun ammattikorkeakoulun KÄYPI-hanke.

Hankkeessa on ammattikorkeakoululle vasta hankittu 3D-käsiskanneri ja sille val- miiksi pistepilveä käsittelevä ohjelma. Ohjelman avulla mittausdataa käsitellään ja yhdistellään tarkan mallin aikaansaamiseksi.

Opinnäytetyön tavoitteena on selvittää toimeksiantajalle Creaform HandySCAN 3D -käsiskannerin käyttömahdollisuudet suunnittelussa. Työssä selvitetään, mi- ten saatua pistepilveä kyetään muokkaamaan eri ohjelmien avulla, jotta sen voi siirtää eri suunnitteluohjelmien käytettäväksi.

Keskeisimpiä tutkimuskysymyksiä ovat seuraavat:

- Miten mittausdata saadaan suunnitteluohjelmiin 3D-mallista?

- Miten mittausdataa voidaan käyttää?

- Miten tarkkoja mittauksien on oltava tarkan kuvan aikaansaamiseksi?

9

2 3D-SKANNAUS

2.1 Yleistä

3D-skannauksella tarkoitetaan prosessia, jossa analysoidaan fyysinen objekti tai ympäristö dataksi, jonka avulla kaapataan sen ulkomuoto tai ulkonäkö. Kerätyn datan avulla voidaan luoda 3D-malli. (1.)

Kerättyä dataa voidaan hyväksikäyttää monissa eri ohjelmissa ja käyttötarkoituk- sissa. Yleisin käyttötapa kerätylle datalle ja luodulle 3D-mallille on elokuvissa (kuva 1) ja peleissä. Virtuaalitodellisuudessa käytetään apuna fyysisiä esineitä, jotka muunnetaan 3D-malleiksi (kuva 2). Muita yleisiä käyttökohteita skannatulle datalle ovat myös lisätty todellisuus, liikkeenkaappaus, liikkeentunnistus, teolli- nen muotoilu sekä takaisinmallinnus (kuva 2). (1.)

KUVA 1. Arnold Schwarzenegger skannattavana Terminaattori-elokuvaan (1)

10

KUVA 2. Formula 1 -auto skannattuna takaisinmallinnusta varten (2)

3D-skannaus kerää kuvattavasta kohteesta satojatuhansia pieniä pisteitä, joiden avulla se pyrkii määrittämään X-, Y- ja Z-koordinaatiston. 3D-skannauksen luo- mia useita pisteitä kutsutaan yleisesti nimellä pistepilvi. (3.)

2.2 Historia

Nykyajan 3D-skannaus kehitettiin 1900-luvun loppupuolella yrityksenä luoda tarkkoja pintoja skannatuista kohteista kuten teollisista pumpuista tai laajemmilla skaaloilla kokonaisista rakennuksista, joita voidaan hyödyntää arkkitehtuurissa.

3D-skannausteknologiaa käytetään tutkimuksissa ja erinäisissä suunnitteluissa, ja sen olemassaoloa on suuri merkitys näillä aloilla. Ensimmäinen moderni 3D- skannausteknologia kehitettiin 1960-luvulla (4).

Ensimmäiset skannerit hyödynsivät valoa, kameroita ja projektoreita luodakseen 3D-kuvan (kuva 3). Välineiden ja teknologian puutteellisuuksien vuoksi, skan- naukset kestivät usein kauankin tarkkojen kuvien aikaansaamiseksi. 1985-luvulla skannerit korvattiin uuden sukupolven skannereilla, jotka kykenivät käyttämään valkoista valoa, lasereita ja varjostusta kaapatakseen halutun pinnan. (4.)

11

KUVA 3. Ihminen skannattavana animaatioon (4)

2.3 Käyttö teollisuudessa

3D-skannausta voidaan käyttää teollisuudessa jo pelkällä idea-asteella. Muodos- tuneesta ideasta voidaan muodostaa prototyyppi, joka skannataan 3D-skanne- rilla. Skannauksesta saatua dataa voidaan tämän jälkeen käyttää konseptikuviin ja jatkojalostuksiin. 3D-skannausta käytetään myös usein suunnittelussa, jossa fyysinen kappale skannataan ja siirretään tietokoneelle. Tämän jälkeen skanna- tusta pinnasta luodaan CAD-malli.

Suunnittelussa käytetään myös käsitettä reverse engineering (takaisinmallin- nus), jonka avulla skannattua tuotetta voidaan jatkojalostaa tai selvittää, miten se on valmistettu tai suunniteltu. Takaisinmallinnuksessa käytettävissä 3D- skannereissa on etuna uusien skannereiden tarkkuus, jonka avulla kyetään mit- tatarkkuudeltaan haastaviinkin tuloksiin (kuva 4). Uusimmilla skannereilla kye- tään saamaan jopa sadasosan tarkkuus. (5.)

12

KUVA 4. Creaform HandySCAN 3D -käsiskannerin käyttö takaisinmallinuksessa (6)

2.4 Skannauksen teknologiat

Skannauksen teknologioita, jonka avulla 3D-malli digitaalisesti kaapataan, on useita. Vakiintuneita tapoja on kaksi, joita ovat kontaktillinen ja ei-kontaktillinen.

Ei-kontaktilliset metodit voidaan jakaa kahteen eri pääkategoriaan, jotka ovat passiivinen ja aktiivinen skannaus (7). Kontaktillinen skannaus tarkoittaa meto- dia, jolla haluttua pintaa fyysisesti kosketetaan mittalaitteen erinäisillä mittapäillä (7). (Kuva 5.)

13

KUVA 5. 3D-skannauksen teknologioiden lajittelu

2.4.1 Photogrammetry

Photogrammetry eli fotogrammetria kehitettiin 1800-luvulla itse kameroiden ja va- lokuvauksen keksimisen yhteydessä. Fotogrammetria on kohteiden kolmiulot- teista mittausta kohteesta otettujen valokuvien avulla. Aimé Laussedat oli rans- kalainen keksijä, jota pidetään fotogrammetrian isänä, sillä hän käytti ensimmäi- senä apunaan kameroita luodakseen 1850-luvulla kartan Pariisista saamiensa geometristen tietojen avulla, jotka hän kykeni valokuvistaan määrittämään. Valo- kuvat otettiin kaupungin eri korkeilta katoilta eri datan aikaansaamiseksi. Hänen käyttämäänsä ja luomaansa teknologiaa käytetään osittain edelleen fotogram- metristen kuvien aikaansaamiseksi. (8, s. 1–2.)

Nykyään fotogrammetriaa käytetään edelleen laajasti maanmittaajien toimesta saadakseen aikaan tarkan kartan maastosta. Fotogrammetrian avulla pystytään saamaan tarkka kartta paikoista, joihin muuten olisi hankala päästä tai vaikeaa muulla 3D-skannausteknologialla saada aikaan. Esimerkiksi vuoristoista kyetään saamaan erittäin tarkat kartat, joiden avulla navigoidaan maastossa.

14

3D-skannauksessa fotogrammetriaa voidaan käyttää nykyään jopa puhelimien avulla. Modernit tietokoneohjelmat kykenevät muuttamaan kokonaisia rakennuk- sia tai pieniä kappaleita 3D-malleiksi. Mitä enemmän pikseleitä ohjelmat saavat, sitä tarkempia 3D-malleista tulee. Tarkan mallin saamiseksi valokuvia kohteesta on otettava useita ja noin 15…30°:n kulmassa. Prosessi toistetaan eri korkeuk- sista otetuilla valokuvilla eri datan aikaansaamiseksi (kuva 6). (8, s. 4–6.)

KUVA 6. Intelin fotogrammetriaa varten luotu pyörivä kamerajalusta (9)

2.4.2 Structured Light

Structured light on passiiviseen kategoriaan kuuluva skannausmetodi. Skannaus käyttää apunaan geometristen kuvioiden heijastamista kaapattavalle pinnalle, jonka aikana kamera havaitsee valon vääristymisen kuvassa. (Kuva 7.)

15 KUVA 7. Structured light -menetelmä (10)

Geometrisen kuvion siirtymisen avulla kyetään havaitsemaan kaapattavan pin- nan jokainen piste. Structured lightin avulla kyetään ainoastaan kaappaamaan dataa yhdestä tarkkailupisteestä kerrallaan. Tämän vuoksi useita eri skannauksia pinnan eri puolilta on yhdistettävä tarkan 360-asteisen kuvan aikaansaa- miseksi. Skannaukseen on viime aikoina kehitetty uusia tapoja kaapata koko kappale kerrallaan asettamalla se pyörivälle alustalle ja yhdistämällä automaatti- sesti kuvat yhdeksi eheäksi malliksi. (10.)

2.4.3 TOF (Time of Flight)

Time of flight on aktiiviseen kategoriaan kuuluva 3D-skannausteknologia. Metodi käyttää laservaloa tutkiakseen kohdetta (kuva 8). Teknologian toimintaan kuuluu laserin etäisyysmittari. Mittarilla kyetään löytämään kohde ajastamalla edestakai- nen matka valon välähdyksellä. Laseria käytetään luomaan valon välähdys, jonka avulla määritellään, kuinka kauan ajallisesti sensorilla kestää havaita valo. Tämä metodi käyttää valon nopeutta määrittääkseen lopullisen etäisyyden skannerin ja

16

tutkittavan kohteen välillä. Time of flightin luoman skannauksen tarkkuus perus- tuu siihen, miten nopeasti aika voidaan mitata. Valo kulkee 1 millimetrin matkan noin 3,3 pikosekunnissa. Laserin etäisyysmittari kykenee ainoastaan yhden pis- teen skannaukseen kerralla, täten etäisyysmittaria on käännettävä oman näkö- kenttänsä muuttamiseksi. Näkökenttää voidaan muuttaa kääntämällä itse mitta- ria. (4.)

KUVA 8. Time of Flight -kameran toimintaperiaate (11)

2.4.4 Triangulation (Laser 3D scanner)

Laser 3D -skannaus on teknologia, jonka avulla saadaan aikaan tarkkoja mittauk- sia eri kappaleen geometriasta. Saadun datan perusteella luodaan digitaalinen 3D-malli. Laser heijastetaan pisteenä tai viivana jokaiseen kappaleen pintaan monista eri kulmasta, joka muodostaa tuhansia eri pistepilviä tietokoneohjelmiin (kuva 9).

17 KUVA 9. Kolmiomittauksen periaate (13)

Laserskanneri paritetaan kameran kanssa, jonka avulla saadaan aikaiseksi osit- tainen kolmio. Kolmion kolmas ja viimeinen osa on itse skannattava kappale tai pinta. Kameran ja laserin sijainnin ja sille asetetun kulman avulla kyetään määrit- tämään, missä skannattava kappale tai pinta sijaitsee. Teknologian avulla ei pys- tytä mittaamaan kappaleita tai pintoja pitkien matkojen etäisyyksiltä. Laserilla mi- tattavaa kohdetta on pidettävä joidenkin metrien päässä kamerasta ja laserista.

Laserin suurimpia etuja on mahdollisuus luoda liikkuvasta kuvasta tarkkakin 3D- malli. (12.)

2.4.5 Contact

Kontaktoivalla 3D-skannauksella tarkoitetaan koordinaattimittauskoneilla saatua dataa. Sen avulla kerätään koskettamalla koordinaattimittauskoneesta löytyvällä päällä fyysisesti haluttua pintaa useaan otteeseen eri määritetyistä pisteistä tar- kan kuvan aikaansaamiseksi. Koordinaattimittauskoneen pää on tarkasti valittava juuri kappaleelle sopivaksi, jotta mittaus onnistuisi. (Kuva 10.) (14.)

18

KUVA 10. Mitutoyo-koordinaattimittauskone (16)

Koordinaattimittaus on teollisuudessa yleisimmin käytetty metodi 3D-digitointiin.

Nykyään suurin osa sen käytöstä on kuitenkin mittauskäyttöön liittyvää. Koordi- naattimittalaite soveltuu mittauskäytön lisäksi myös 3D-mallin luomiseen eri pin- noista, esimerkiksi sylintereistä, tasoista, kuutioista tai muista perusmuodoista.

Kappale voidaan mitata tällöin käyttämällä CMM-laitetta, jolla saatu data voidaan siirtää CAD-ohjelmaan. (4.)

19

3 SUUNNITTELUOHJELMAT

CAD eli computer-aided design on tärkeä osa teknologian maailmaa (kuva 11).

Sen avulla kyetään käyttämään tietokoneita apuna suunnittelussa eri aloilla mo- niin eri käyttötarkoituksiin. Yleisimpiä CADin käyttökohteita ovat metallisten ele- menttien valmistus, puunjalostus sekä 3D-tulostus. (16.)

KUVA 11. Insinöörien eniten käyttämät suunnitteluohjelmat (17)

3.1 VXelements

VXelements on Creaformin luoma ohjelma, joka on tarkoitettu käytettäväksi yh- dessä heidän omien käsiskannerien kanssa. VXelements tarjoaa täysin integ- roidun 3D-sovellusalustan 3D-skannauksille ja mittaustuloksien lukemiseen (kuva 12). Ohjelma kerää yhteen kaiken tarvittavan 3D-käsiskannerin käyttöä varten ja luo käyttäjäystävällisen kokemuksen. (18.)

20

KUVA 12. VXelementsin yleisnäkymä skannauksen jälkeen

3.2 VXmodel

VXmodel on Creaformin luoma jälkikäsittelyohjelma, joka on integroitu VXele- ments ohjelman osioon ja luo mahdollisuudet 3D-skannatun datan käyttöön suo- raan eri CAD-ohjelmistossa tai 3D-tulostuksissa. Creaformin luomat 3D-kä- siskannerit toimivat yhdessä VXelementsin ja VXmodelin kanssa luoden helpon tavan siirtää skannattua dataa CAD-ohjelmiin (19). VXmodel sisältää myös tavan muokata saatua dataa skannauksista yksinkertaisesti heidän omassa ohjelmas- saan. Ohjelmistossa voidaan helposti siistiä mesh-tiedostoa ja siirtää sen paikkaa maailman origossa sekä nähdä sen kaikki geometriset tiedot. (Kuva 13.)

21 KUVA 13. VXmodelin yleisnäkymä

3.3 VXinspect

VXinspect on Creaformin luoma 3D -tarkasteluohjelma, jolla kyetään tarkasta- maan skannattua dataa tarkoillakin mittatarkkuuksilla. Suoraan VXelementsiin in- tegroituna se tarjoaa hyvän tavan selvittää, onko tuote mitoiltaan oikea (kuva 14).

VXinspectin kautta kyetään luomaan raportteja skannatun tuotteen analysoinnin jälkeen. Mittatarkkuuksien tarkastuksen avulla mahdollisia virheitä voidaan heti alkaa työstämään ja vaadittuja korjaustoimenpiteitä suorittamaan. (20.)

KUVA 14. VXinspectin yleisnäkymä

22 3.4 Meshmixer

Meshmixer on Autodeskin ilmainen ohjelma, jonka avulla mesh-tiedostoja voi- daan muokata. Ohjelman avulla voidaan siistiä skannattujen kappaleiden pintoja ja vähentää niissä olevia geometrisia kolmioita, mitkä muodostavat kappaleen pinnan (21). Meshmixerin kautta ajettuja tiedostoja on helpompi avata suunnitte- luohjelmissa, sillä siinä on korjattuna suurin osa virheistä, joita kappaleesta löytyy 3D-skannauksen jälkeen. Kyseisiä virheitä ovat esimerkiksi skannauksen aikana kappaleeseen kiinnittyneet pinnat, reiät sekä mahdolliset muut epätarkkuudet.

(Kuva 15.)

KUVA 15. Skannattu 3D-malli Meshmixer -ympäristössä

3.5 Autodesk ReCap Photo

ReCap Photo on erillinen ohjelma, jonka avulla skannattuja tiedostomuotoja voi- daan käsitellä fotogrammetrisesti (kuva 16). ReCap Photon avulla voidaan muo- kata skannattujen kappaleiden pintoja vähentämällä siitä kolmioiden määrää il- man, että pinnan laatu kärsii (22). ReCap Photoa käytetään yhdessä Autodesk Fusion 360 kanssa. Suositeltavaa on ajaa ensiksi haluttu mesh-tiedosto Re- Capiin, jonka jälkeen se otetaan ulos sieltä uutena tiedostomuotona. ReCap Pho- ton kautta ulostuotua tiedostoa on helpompi käyttää Fusion 360 -ohjelmassa.

23 KUVA 16. Skannattu 3D-malli-ReCap Photossa

3.6 SolidWorks

SolidWorks on ranskalaisen Dassault Systemsin valmistama 3D-mekaniikka- suunnitteluohjelmisto, joka sisältää tilavuus- ja pintamallinnustyökalut (23). So- lidWorksia käytetään esimerkiksi erilaisten koneiden, laitteiden tai yksittäisten kappaleiden suunnitteluun (23). Päätoimisesti ohjelmalla voidaan suunnitella kol- menlaisia perustiedostoja, joita ovat erilaiset osat, kokoonpanot ja valmistuspiir- rokset. (Kuva 17.)

KUVA 17. Skannattu 3D-malli SolidWorksin -ympäristössä

24

Jokainen toiminto on toisiinsa sidoksissa, jos kokoonpanossa tapahtuu muutok- sia tapahtuvat ne myös osatiedostossa ja sen piirustuksissa. Samasta osasta on myös mahdollista luoda useita eri konfiguraatioita, joilla pyritään helpottamaan suunnittelijoiden työtä. Mallinnus aloitetaan yleensä piirtämällä ensiksi kaksiulot- teinen kuva, jonka jälkeen muotoa pursotetaan tai luodaan pyörähdyskappale.

Näin syntyy 3D-malli X-, Y-, Z-koordinaatistoon. SolidWorksiin on myös saatavilla useita erilleen hankittavia lisäosia. Lisäosien toiminnot laajentavat huomattavasti ohjelmiston käytettävyyttä. (23.)

3.7 Autodesk Fusion 360

Fusion 360 on Autodeskin luoma 3D-mallinnusohjelma, joka soveltuu esimerkiksi suunnitteluun, mallinnukseen, koneistukseen, elektroniikkasuunnitteluun sekä si- mulaatioihin (24). Fusion 360:n avulla voidaan luoda piirustuksien avulla uusia osia, muokata jo olemassa olevia osia, luoda haastaviakin muotoja ja muokata mesh-tiedostoja (25). Mesh-muokkauksen avulla voidaan korjata 3D-skannerilla skannattuja tiedostoja suoraan ohjelmistossa ja luoda mesheistä muokattavia tie- dostoja suunnittelua varten (25). Fusion 360:n mesh-muokkauksen avulla voi- daan viedä korjattuja ja valmiita mesh-tiedostoja myös muiden suunnitteluohjel- mien käytettäväksi halutessa. (Kuva 18.)

25

KUVA 18. Skannattu 3D-malli Fusion 360 -ympäristössä

3.8 Autodesk Inventor

Inventor on Autodeskin luoma 3D-mallinnusohjelma, mikä soveltuu parhaiten me- kaaniseen suunnitteluun, simulaatioihin, visuaalisointiin sekä dokumentointiin. In- ventor sallii 2D- ja 3D-datan integroinnin yhdessä ympäristössä, luoden virtuaali- sen esityksen viimeistelystä osasta antaen käyttäjän tarkastella sen muotoa ja toimintoja ennen sen viimeistelyä. (26.) Inventor tarjoaa mahdollisuuden muokata muita universaaleja suunnitteluun liittyviä tiedostomuotoja. Ohjelman avulla kye- tään myös muokkaamaan helposti mesh-tiedostoja eri Autodeskin ohjelmistoista kuten ReCap Photosta tai Fusion 360:stä (kuva 19.).

26

KUVA 19. Skannattu 3D-malli Inventor-ympäristössä

27

4 3D-KÄSISKANNERIT

4.1 Yleistä

3D-käsiskannereita on useita erilaisia ja eri käyttötarkoituksiin soveltuvia. Yksin- kertaisimmillaan 3D-skanneri voi olla puhelin, mihin on asennettu ohjelma, jolla kyetään muuttamaan kaapattua kuvaa 3D-malliksi (27). Xboxin luoma Kinect on tarkoitettu käytettäväksi Xbox-pelikonsolin kanssa videopelejä varten (28). Kinect on myös kyetty muuntamaan 3D-skanneriksi (kuva 20) (28).

KUVA 20. Henkilö skannattavana Xboxin Kinectillä (28)

3D-skannereita käytetään teollisuudessa paljon niiden mukana kannettavuuden vuoksi. Uudet 3D-käsiskannerit ovat erittäin kompakteja, mutta vaativat tietoko- neelta suuria prosessointitehoja tarkkojen 3D-mallien aikaansaamiseksi.

4.2 Harrastelukäyttö

Harrastelukäyttö soveltuu ihmisille, jotka ovat halukkaita tutustumaan 3D-skan- naksen maailmaan ilman pelkoa siitä, että joutuisivat maksamaan tuhansia eu- roja skannereista. Harrastelukäyttöön soveltuvat skannerit ovat suurimmaksi osaksi itserakennettavia DIY eli tee se itse -skannereita. (29.) Harrastelukäyttöön

28

soveltuvilla skannereilla voidaan skannata pieniä esineitä. Skannauksien avulla voidaan luoda helposti 3D-tulostimelle erilaisia tulostettavia kappaleita. (Kuva 21.)

KUVA 21. Tee-se-itse Atlas 3D -skanneri (30)

4.3 Ammattilaiskäyttö

Ammattilaiskäyttöön soveltuvat skannerit ovat tarkoitettu VR-maailmaan ja ihmis- ten tai esineiden skannaukseen. Hinnaltaan skannerit alkavat ylittämään tuhan- sia euroja, mutta tämän myötä myös skannauksien luotettavuus ja laatu kasvaa.

Skannerit antavat nopean lopputuloksen, joka soveltuu työpaikkakäyttöön, jossa ei tarvitse liikaa miettiä skannereiden liikuteltavuutta. Ammattikäyttöön soveltuvat skannerit sisältävät maksullisen niille luodun ja optimoidun käyttäjäystävällisen ohjelman. (Kuva 22.) (29.)

29 KUVA 22. Artec Eva Lite 3D -käsiskanneri (31)

4.4 Teollisuuskäyttö

Teollisuuskäyttöön soveltuvat käsiskannerit ovat tehokkaita ja nopeita ratkaisuja takaisinmallinnukseen, prototyyppien luontiin, laadunhallintaan, mittatarkkuuk- sien varmentamiseen ja kunnossapitoon (29). Skannerit sisältävät hyvin opti- moidut ja laajat ohjelmat, joiden avulla niistä saadaan erittäin tarkkaa dataa ulos (29). Teollisuuskäyttöön soveltuvat käsiskannerit ovat suunniteltu mukana liiku- teltaviksi, minkä vuoksi niitä voi ottaa tehdasympäristössä mukaan vaikeisiinkin skannattaviin paikkoihin. Hinnaltaan skannerit alkavat ylittämään kymmeniätu- hansia euroja. (Kuva 23.)

30

KUVA 23. Creaform HandySCAN 3D -käsiskanneri (6)

31

5 3D-MITTAUSDATAN MUUTTAMINEN CAD-TIEDOSTOKSI

5.1 Alustus

Toimeksiantajana työlle on Oulun ammattikorkeakoulun KÄYPI-hanke. Työn ai- heena selvittää, miten ja millä 3D-mittausdataa on helppo jälki käsitellä eri suun- nitteluohjelmiin, esimerkiksi SolidWorksiin.

KÄYPI-hankkeeseen on hankittu upouusi 3D-käsiskanneri, joka on Creaformin valmistama ja malliltaan HandySCAN BLACK elite. Käsiskanneri kykenee tark- kuudeltaan 0,025 mm tuloksiin ja toimii laserilla, joka ei ole herkkä kappaleen väreille tai ulkopuolisille tekijöille kuten valaistukselle huoneessa.

Mittausdataa muutetaan ensiksi Creaformin omalla VXelements-ohjelmalla ja sii- hen sisältyvällä lisäosalla VXmodelilla. Data voidaan tallentaa VXelements-ohjel- masta lukuisiin eri tiedostomuotoihin, joita ovat esimerkiksi .stl, .obj, .3.mf, .step tai .iges.

VXelementsistä ulossaatua tiedostoa voidaan tämän jälkeen käyttää suoraan suunnitteluohjelmissa, mutta suositeltavaa on ajaa tiedosto vielä kertaalleen läpi jonkin mesh-tiedostoa käsittelevän muokkausohjelman kautta kuten Meshmixer.

Meshmixer avaa .stl, .obj ja .3mf-tiedostoja suoraan ja ohjelman avulla voidaan korjata ja eheyttää tiedostoja, mutta myös poistaa suuria reikiä tai rakoja kappa- leesta. Virheet ovat voineet muodostua pintaan epätarkan skannauksen jäl- keen.

5.2 3D-skannaus

Jokainen skannaustyö aloitetaan valmistelemalla 3D-käsiskanneri käyttöval- miiksi. Tämä osio sisältää kaikkien tarvittavien kaapeleiden liittämisen skanneriin, minkä jälkeen ne kytketään tietokoneeseen. VXelements-ohjelma avataan ja yh- teys tarkistetaan. Päivän ensimmäisen skannauksen yhteydessä kalibroidaan skanneri aina sen mukana tulleen kalibrointilaatan avulla (kuva 24).

32 KUVA 24. Käsiskannerin kalibrointilaatta

Haluttuun skannattavaan pintaan asetellaan paikannuslätkiä, jotka kertovat kä- siskannerille, mistä sitä pitää etsiä. Jos kappale on iso, voidaan paikannuslätkät laittaa suoraan kappaleeseen kiinni, pienien kappaleiden kanssa on järkevää lait- taa lätkiä kiinni esimerkiksi pöydälle ja niiden keskelle asettaa haluttu skannat- tava kappale. Skannattavassa kappaleessa on silti hyvä olla muutama lätkä kiinni itsessään tärkeiden muotojen paikannusta varten. Käsiskannerin on skannauk- sen jokaisessa vaiheessa nähtävä vähintään kolme tai neljä paikannuslätkää täy- dellisen skannauksen onnistumista varten.

5.3 Työn aloitus

Opinnäytetyö aloitettiin tutustumalla 3D-käsiskanneriin ja sen ominaisuuksiin.

Skannerin avulla skannattiin valmiina mukana tullutta testikappaletta (kuva 25) ja tutustuttiin skannerin ominaisuuksiin sekä VXelementsiin ja sen lisäosien tuomiin muokkausmahdollisuuksiin.

33 KUVA 25. Testikappale ylä- ja alapuolelta

Harjoittelun yhteydessä ilmeni, kuinka tärkeää on saada kappale skannattua kai- kessa rauhassa ilman kiirettä ja skannata kappaleen jokainen mahdollinen pinta, jotta saadaan aikaan mahdollisimman tarkka profiili skannauksesta aikaiseksi.

Ensimmäiset skannaukset onnistuivat hyvin kappaleen pintojen kaappauksessa muutamia pieniä rakoja tai reikiä huomioimatta. Skannatun tuotteen tiedosto tal- lennettiin ja pyrittiin avaamaan CAD-ohjelmissa ilman suurempia läpimurtoja.

Kappaleen tiedoston koko oli liian suuri ja sisälsi aivan liikaa kolmiogeometriaa.

Skannauksia jatkettiin ja harjoiteltiin työn aikana lukuisia kertoja myös erilaisten pintojen kaappauksen kanssa, niin suuria kuin pieniäkin pintoja skannattiin tulok- sien aikaansaamiseksi ja tarkan mittausdatan ulostuomiseksi.

5.4 Mittausdataan tutustuminen

Mittausdataan ja VXelements-ohjelmaan tutustumisen myötä selvisi tilanteen to- dellinen laatu. Skannerin tuottamat korkealaatuiset skannaukset luovat kappa- leesta erittäin tarkan pinnan 3D-malliksi, mitä voi tämän jälkeen suoraan käyttää esimerkiksi 3D-tulostuksessa.

34

VXmodel-ohjelman avulla voidaan muokata saatua mesh-tiedostoa niin, että siitä poistetaan suuremmat reiät ja raot, joita skannauksen aikana on mahdollisesti jäänyt pintaan. VXmodelin avulla aikaansaatua skannauksen kolmiogeometria pintaa voidaan pienentää ja kolmioita vähentää. Vähennyksen avulla pyritään pienentämään tiedoston kokoa, joka vaikuttaa suoranaisesti siihen, miten nope- asti suunnitteluohjelmissa tiedostot avautuvat. Mittausdataa voi myös siirtää suo- raan ulos VXmodel-ohjelmasta tallentamalla se eri tiedostomuotoihin kuten .stl- tiedostoksi. Jos skannattua kappaletta ei muokkaa sen suuremmin suoraan VXmodel ympäristössä, voi sen tiedosto koko paisua suureksi ja aiheuttaa vai- keuksia avautuessa.

Eri tiedostomuotoihin tutustuminen ja niiden eri ominaisuuksiin perehtyen ilmeni, että kyseisen Creaformin käsiskannerin kanssa ei ole järkevää käyttää muita tie- dostomuotoja kuin .stl-tiedostoa. .obj-tiedostoon voidaan myös tallentaa haluttu pinta ja viedä se ulos. Tiedosto toimii samalla tapaa kaikkialla universaalisti, mutta .obj-tiedostoon tallentamiseen ei ole suurempia syitä, sillä 3D-käsiskanneri ei kaappaa skannatuista kohteista niiden värejä.

.stl-tiedostot tulee pitää tarpeeksi pienessä koossa, jotta vältytään ongelmilta avata niitä jatkossa eri suunnitteluohjelmissa tai jälkikäsittelyohjelmissa. Tiedos- tokoot voivat kuulostaa pieneltä normaaleihin tiedostokokoihin verrattuna. Ylei- simmin suuremmat skannaukset ovat kooltaan noin 100–200 megatavua. Mit- tausdataan tutustumisen ja sille suoritettujen erilaisten testauksien yhteydessä ilmeni ongelma VXmodelin kolmiogeometrian vähentämisen yhteydessä, sillä VXmodel pienentää myös laadultaan pintaa niin suuresti, että tärkeät muodot voi- vat kappaleesta kadota tyystin. Autodeskin valmistamat ohjelmat kykenevät pa- remmin muokkaamaan ja vähentämään kolmiogeometriaa pinnasta ilman sen pinnan laadullista kärsimistä tai tärkeiden muotojen katoamista.

5.5 Mittausdatan muokkaaminen eri ohjelmissa

Mittausdataa voidaan ja suositellaan muokattavaksi erilaisissa ulkoisissa ohjel- missa, joiden käyttötarkoitus on hyvinkin laajasti suunniteltu juuri erilaisten mesh- tiedostojen käsittelyyn. Meshit eli tiedostomuotona esimerkiksi .stl-tiedostot eivät

35

ole uutta tekniikan maailmassa ja niitä käytetään aina 3D-tulostimien käytön yh- teydessä ja on niille suoraan suunnattuja tiedostoja. Eri ohjelmat, joita on luotu auttamaan mesh-tiedostojen muokkaamisessa, on myös suunniteltu alun perin lähinnä pikaisiin korjauksiin kappaleen geometriassa ennen kuin se tulostetaan 3D-tulostimella.

Mesh-tiedostoja suositellaan ajettavaksi läpi niitä käsittelevien ohjelmien kautta, joista yksi näistä on Meshmixer-niminen ohjelma. Nimensä mukaisesti Meshmi- xer on tarkoitettu mesh-tiedostojen korjaamiseen ja muokkaamiseen kevyellä kä- dellä. Meshmixerin ominaisuuksien avulla voidaan paremmin korjata geometriaa pinnoista kuin VXmodel ohjelmalla pystyy. Meshmixer -ohjelmassa todella hy- vänä ominaisuutena on se, että sillä automaattisesti tunnistetaan rakoja ja reikiä, joita pyritään korjaamaan. Geometriaa voidaan myös muokata Autodeskin Re- Cap Photo nimisessä ohjelmassa mihin ulostuotu .stl-tiedosto voidaan viedä ja korjata reiät sekä muut mahdolliset haitat pois (kuva 26).

KUVA 26. Testikappale korjattavana ReCap Photo -ohjelmassa

36

ReCap Photon avulla voidaan myös muuttaa korjattu tiedosto export model -toi- minnon kautta uuteen .stl-tiedostoon, joka on helpommin luettavissa nyt eri suun- nitteluohjelmissa. Export model toiminnon avulla voidaan myös pienentää tiedos- ton kokoa haluttuun kokoon. (Kuva 27.)

KUVA 27. ReCap Photon export model -toiminto

Tiedosto voidaan myös viedä ulos ReCap Photosta OBJ (Quads)-muodossa, mikä on tarkoitettu Autodesk Fusion 360 -ohjelmaan ja on sen oma tiedosto- muoto. Tiedostomuodolla kyetään yksinkertaisemmin muokkaamaan haluttuja mesh-tiedostoja ohjelman sisäisesti. Mittausdataa voidaan myös muokata suo- raan eri suunnitteluohjelmilla kuten SolidWorksilla tai Autodeskin eri ohjelmilla.

Tiedostojen suuret kolmiogeometriat kuitenkin aiheuttavat ongelmia tiedostojen avautumisessa ja avautuminen suunnitteluohjelmissa voi joskus kestää todella kauankin. Ohjelmien toimintojen avulla voidaan tiedostojen kolmiogeometriaa vä- hentää, mutta reikiä tai rakoja niillä on vaikea korjata suurissa määrissä.

37 5.6 Skannattavien pintojen kokorajoitukset

3D-käsiskannerilla voidaan testauksien myötä skannata suuriakin esineitä ilman suurempia ongelmia. Suurien esineiden skannauksessa tiedostokoot saattavat kasvaa suuriksi ja tuottaa ongelmia, sillä ne sisältävät paljon kolmiogeometriaa.

Testiskannauksen yhteydessä Oulun ammattikorkeakoulun NRC-kehitysprojek- tin kilpa-autosta skannattiin yksi kokonainen sivu. (Kuva 28.)

KUVA 28. Ralliauton skannattu sivu paikannuslätkineen

Skanneri kaappasi hyvin mukaan kaikki tärkeät muodot auton kyljestä. Kaapat- tuja pintoja voidaan käyttää suunnittelussa. Skanneria käyttäessä ja haluttua pin- taa skannatessa kannattaa silti miettiä tarkkaan, mitä osaa pinnasta haluaa kaa- pata isojen kappaleiden suhteen. Jos autosta tahdotaan esimerkiksi ovi skannata takaisinmallinnusta varten on tiedostokokoa turha kasvattaa erittäin suureksi koko auton sivua kaapatessa. Kaappauksen jälkeen skannatusta pinnasta on vai- kea poistaa vain tiettyjä osia, joten esimerkiksi kuvan 29 skannauksesta olisi pelk- kää ovea vaikea lähteä enää erottelemaan muiden kaapattujen pintojen joukosta sen kolmiogeometrian vuoksi.

38

KUVA 29. NRC-kilpa-auton oikea sivu skannattuna

5.7 Tiedostojen siirtäminen eri suunnitteluohjelmiin

Suoritettujen mesh-tiedoston muokkauksien jälkeen Creaformin omassa ohjel- massa tai Autodeskin eri ohjelmissa voidaan tiedosto siirtää korjattuna ja eheänä eri suunnitteluohjelmiin kuten SolidWorksiin. SolidWorksiin siirtäminen onnistuu helposti joko suoraan VXmodel-ohjelmasta tai tuomalla mesh-tiedosto ulos ohjel- masta esimerkiksi .stl-tiedostona. VXmodel -ohjelmassa ylärivissä on suoraan nappi, jossa lukee Transfer to SolidWorks, kyseisen toiminnon myötä mesh-tie- dosto siirtyy automaattisesti suunnitteluohjelmaan, mistä sitä voi sen jälkeen läh- teä takaisinmallintamaan piirrosten avulla.

VXmodelin avulla voidaan myös luoda itsenäisiä kokonaisuuksia kohtiin, joissa on selvästi esimerkiksi reikiä valmiina. Nämä tiedostot avautuvat suunnitteluoh- jelmiin siirtäessä valmiiksi pursotettuina malleina tai valmiina sketseinä kertoen missä reiät sijaitsevat kappaleen koordinaattiakselistossa paremmin. (Kuva 30.)

39

KUVA 30. VXmodelista siirretty skannaus SolidWorksiin itsenäisten kokonaisuuk- sien kanssa

Autodeskin valmistamiin sovelluksiin siirtäminen onnistuu myös helposti joko suoraan VXmodelista tai tuomalla se ulos eri tiedostomuodoin. ReCap Photon luomia .obj-tiedostoja voidaan myös käyttää apuna paremmin Autodesk Fusion 360 -ohjelmassa, jossa OBJ quads -tiedosto aukeaa paremmin käsiteltävänä oh- jelmaan ja mallin voi nyt muuttaa Fusion 360 -ohjelmassa sisäisesti eri muotoon, joka on muokattavampi ja helpommin pyöriteltävissä oleva kuin pelkkä mesh-tie- dosto olisi. (Kuva 31.)

KUVA 31. Ralliauton oikea puoli Fusion 360 -ohjelmassa OBJ quads -muodossa

40

Tiedostojen siirron jälkeen muokkaukset eri ohjelmistoissa voidaan aloittaa takai- sinmallinnuksen parissa. Mesh-tiedostojen oltaessa edelleen eri käsittelyohjel- mien jälkeenkin kolmiogeometrisiä, ei niitä voi suoraan muokata. Haluttuihin pin- toihin ei suoraan voi piirtää mitään uutta tai niiden ominaisuuksia muokata.

Skannattu pinta siirrettynä eri suunnitteluohjelmiin on piirrettävä käsin täysin uu- siksi sketsien avulla skannattua kappaletta mallina käyttäen. Tämä rajoittavuus on uudessakin skannerissa edelleen, sillä kappaleita ei mitenkään saa muutettua suoraan esimerkiksi SolidWorks-tiedostoksi, joka kaappaisi ja osaisi suoraan ker- toa tarvittavat sketsit ja muodot. Monet suunnittelijat, jotka työskentelevät takai- sinmallinnuksen parissa .stl-tiedostojen kanssa, suosivat SolidWorks-lisäosaa ni- meltään XTract3D, jonka valmistaja on nimeltään Polyga. XTract3D:n avulla voi- daan helposti muokata ja luoda SolidWorks sketsejä eri skannatuista pinnoista.

Kyseisessä työssä lisäosaa ei ole käytetty eikä kokeiltu sen maksullisuuden vuoksi. Lisäosa maksaa 40 dollaria kuukaudessa tai elinikäisen lisenssin osta- essa 999 dollaria. (Kuva 32.)

KUVA 32. Xtract3D:n avulla luotu malli, jossa skannattu tuote vasemmalla ja piir- retty malli oikealla (32)

41

6 YHTEENVETO

Työn tavoitteena oli selvittää, miten mittausdataa voidaan käyttää ja miten sitä voidaan siirtää eri suunnitteluohjelmien käytettäväksi takaisinmallinnukseen ja jatkokäsittelyyn. Työn lopputuloksena saatiin selvitettyä, miten ja missä 3D-kä- siskannerista saatua dataa voidaan käyttää ja mitä sille suositellaan tehtäväksi ennen sen siirtämistä eri suunnitteluohjelmien käytettäväksi takaisinmallinnusta tai jatkosuunnittelua varten.

Selvitystyön tuloksena tuli ilmi mesh-tiedostojen rajoitukset ja niiden käyttötarkoi- tus. Käsiskannerin tuottamia tiedostoja voidaan avata suoraan eri suunnitteluoh- jelmissa helposti, mutta niitä ei voi suoraan tiedostona muokata. Tiedostot pitää piirtää täysin uudestaan käsin sketseiksi ja luoda kaikki muodot uudestaan käyt- täen apuna skannauksesta saatua tiedostoa.

Ammattitaito kasvoi eri aihealueisiin käsiskannerin toiminnassa ja mesh-tiedos- tojen käsittelyssä. Ennen työn aloittamista osaamisen taso käsiskannerin käy- tössä tai edes tieto niiden olemassaolosta oli matala, mutta työn päätyttyä skan- nerin käyttö ja mesh-tiedoston muokkaaminen on hyvällä tasolla.

Jatkoa miettien käsiskannerista saatua dataa kannattaa harkita muokattavan So- lidWorksin maksullisen XTract3D:n kanssa, jos ensisijainen käyttökohde skanna- tuille pinnoille on takaisinmallinnus. 3D-tulostuksen kannalta käsiskanneri on erinomainen ratkaisu nopeiden tuloksien aikaansaamiseksi ja kompleksien kap- paleiden tulostukseen. 3D-skannauksen jälkeen tiedostojen käsittelyä varten suunnitteluohjelmissa aletaan jo tarvita hyvää taitotasoa eri suunnitteluohjelmien parissa, sillä kuvien aikaansaamiseksi skannatusta tiedostosta voi koitua haas- tavaksi monimutkaisten muotojen vuoksi.

Työn lopputuloksena oli myös todistus siitä, että suuriakin pintoja voidaan kä- siskannerin avulla kaapata ilman suuria ongelmia. Niiden jälkikäsittely eri ohjel- missa ennen suunnitteluohjelmiin siirtämistä on mahdollista ilman suuria ongel- mia. Ainoaksi oikeaksi ongelmaksi suurien kolmiogeometrian omaavien pintojen

42

kanssa voi koitua tietokoneen kanssa. Suuret tiedostot vaativat paljon proses- sointikykyä ja muistia datan prosessoimiseksi.

43

LÄHTEET

1. Kivolya, Natalia. 2019. What are 3D scanners used for?. Artec Europe. Saa- tavissa: https://www.artec3d.com/learning-center/what-are-3d-scanners- used-for. Hakupäivä 6.11.2020.

2. Ponomareva, Yulia 2020. 3D scanning for reverse engineering a Formula 1 car and 3D printing a mini copy. Artec3D. Saatavissa: https://www.ar-

tec3d.com/cases/3d-scanning-for-reverse-engineering. Hakupäivä 6.11.2020.

3. Rusu, Bogdan Radu – Cousins,Steve 2011. 3D is here: Point Cloud Library (PCL). Kiina. Saatavissa: https://pointclouds.org/about/. Hakupäivä

23.9.2020.

4. Ebrahim, A-B Mostafa. 2014. 3D laser scanners: History, applications, and future. Saatavissa: https://www.researchgate.net/publica-

tion/267037683_3D_LASER_SCANNERS_HISTORY_APPLICATI- ONS_AND_FUTURE. Hakupäivä 5.10.2020.

5. Reverse engineering the impossible. 2020. CyberOptics Corporation. Saata- vissa: https://www.3dscanco.com/reverse-engineering/. Hakupäivä

6.11.2020.

6. HandySCAN 3D. 2020. Creaform. Saatavissa:

https://www.creaform3d.com/en/portable-3d-scanner-handyscan-3d#gref.

Hakupäivä 6.11.2020.

7. Curless, Brian 1999. From Range Scans to 3D Models. University of Wash- ington. Saatavissa: https://homes.cs.washington.edu/~curless/publica- tions/cg99.pdf. Hakupäivä 30.9.2020.

44

8. Fryer, J.G – Atkinson, K.B 2001. Close Range Photogrammetry and Ma- chine Vision. Skotlanti: Whittles Publishing.

9. Porter, Timothy 2018. Photogrammetry and Volumetric Capture. Intel. Saa- tavissa: https://software.intel.com/content/www/us/en/develop/articles/photo- grammetry-and-volumetric-capture.html. Hakupäivä 4.11.2020.

10. Valkenburg, R.J. – McIvor, A.M. 1998. Accurate 3D measurement using a structured light system. Amsterdam: Elsevier. Saatavissa: https://www.scien- cedirect.com/science/article/abs/pii/S026288569700053X. Hakupäivä

6.10.2020.

11. 3D time of flight cameras. Stemmer Imaging AB. Saatavissa:

https://www.stemmer-imaging.com/en-se/knowledge-base/cameras-3d-time- of-flight-cameras/. Hakupäivä 2.11.2020.

12. Vosselman, George – Maas, Hans-Gerd 2010. Airborne and Terrestrial La- ser Scanning. Skotlanti: Whittles Publishing. Saatavissa: https://ebookcen- tral-proquest-com.ezp.oamk.fi:2047/lib/oamk-ebooks/detail.action?do- cID=3417283. Hakupäivä 2.11.2020.

13. Photogrammetry vs. 3D Scanning. 2019. 3Space. Saatavissa:

https://3space.com/blog/photogrammetry-vs-3d-scanning/. Hakupäivä 2.11.2020.

14. Deep dive into the world of 3D scanners and 3D measurement technologies.

Creaform. Saatavissa: https://www.creaform3d.com/blog/explore-3d- scanners-and-3d-measurement-technologies/#gref. Hakupäivä 4.1.2021.

45

15. CRYSTA-Apex V544 CMM CNC. Mitutoyo. Saatavissa: https://shop.mitu- toyo.eu/web/public/index.xhtml;jsessio-

nid=6CF754D2F93E4CF9E57C69B8113E7BE3. Hakupäivä 2.11.2020.

16. Becker, Richard. Computer-Aided Design (CAD). Techopedia. Saatavissa:

https://www.techopedia.com/definition/2063/computer-aided-design-cad. Ha- kupäivä 5.1.2021.

17. Davies, Jack. 3D modeling CAD software. 3D HUBS. Saatavissa:

https://www.3dhubs.com/knowledge-base/3d-modeling-cad-software/#intro- duction. Hakupäivä 6.1.2021.

18. 3D software platform and application suite. Creaform. Saatavissa:

https://www.creaform3d.com/en/metrology-solutions/3d-applications-soft- ware-platforms. Hakupäivä 5.1.2021.

19. VXmodel: Scan-to-CAD software module. Creaform. Saatavissa:

https://www.creaform3d.com/en/metrology-solutions/3d-applications-soft- ware-platforms/vxmodel-scan-cad-software-module. Hakupäivä 5.1.2021.

20. VXinspect: Dimensional inspection software module. Creaform. Saatavissa:

https://www.creaform3d.com/en/metrology-solutions/vxinspect-dimensional- inspection-software-module. Hakupäivä: 5.1.2021.

21. Autodesk Meshmixer. 2020. Autodesk, Inc. Saatavissa:

https://www.meshmixer.com/. Hakupäivä 5.1.2021.

22. ReCap Pro. Autodesk Inc. Saatavissa: https://www.autodesk.com/pro- ducts/recap/overview. Hakupäivä: 5.1.2021.

23. SOLIDWORKS Help. Dassault Systemes. Saatavissa: https://help.solid- works.com/2021/English/SolidWorks/sldworks/r_wel-

come_sw_online_help.htm. Hakupäivä 6.1.2021.

46

24. Fusion 360 features. Autodesk Inc. Saatavissa: https://www.auto- desk.com/products/fusion-360/features. Hakupäivä 6.1.2021.

25. Fusion 360 for mechanical engineers. Autodesk Inc. Saatavissa:

https://www.autodesk.com/products/fusion-360/mechanical-engineer. Haku- päivä: 6.1.2021.

26. Inventor. Autodesk Inc. Saatavissa: https://knowledge.autodesk.com/sup- port/inventor/learn. Hakupäivä: 6.1.2021.

27. Qlone. EyeCue Vision Technologies LTD. Saatavissa:

https://www.qlone.pro/. Hakupäivä 8.1.2021.

28. 3D Scan. Microsoft Corporation. Saatavissa: https://www.microsoft.com/en- us/p/3d-scan/9nblggh68pmc. Hakupäivä 8.1.2021.

29. 2020 Best 3D Scanners. All3DP. Saatavissa: https://all3dp.com/1/best-3d- scanner-diy-handheld-app-software/. Hakupäivä 11.1.2021.

30. Atlas 3D kit. Murobo. Saatavissa: http://store.murobo.com/atlas-3d-kit/. Ha- kupäivä: 11.1.2021.

31. Artec Eva Lite. Artec Europe. Saatavissa: https://www.artec3d.com/portable- 3d-scanners/artec-eva-lite-v2. Hakupäivä 11.1.2021.

32. Scan to CAD Samples. Polyga. Saatavissa: https://www.po- lyga.com/xtract3d/resources/cad-samples/. Hakupäivä 11.2.2021