3D-skannauksen hyödyntäminen osana ajoneuvotuotteen suunnitteluprosessia
Tuppurainen, Saku (2019)
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019113023520
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019113023520
Tiivistelmä
3D-skannaus on yleistynyt tekniikka monella alalla, jonka kehitys tulee jatkumaan tulevinakin vuosina. 3D-skannauksessa reaalimaailman objektin geometria skannataan eri tekniikoita hyödyntäen digitaaliseen muotoon. Skannattua objektin geometriaa voidaan sen jälkeen hyödyntää moneen eri tarkoitukseen.
Tavoitteena opinnäytetyössä oli aluksi tutustua 3D-skannaukseen teoriaosuudessa, jossa käydään läpi sen historiaa, tekniikoita sekä käyttökohteita. Tämän jälkeen tavoitteena oli tehdä tapaustutkimus siitä, miten toimeksiantaja voisi hyödyntää 3D-skannausta omissa ajoneuvotuotteissaan sekä niiden suunnitteluprosessissa. Tämän vuoksi tapaustutkimuksen tavoitteeksi asetettiin ajoneuvotuotteen 3D-skannaus, jossa käytetään Savonia-ammattikorkeakoulun skannauslaitteistoa sekä suoritetaan skannausdatan jälkikäsittely kahdella erityyppisellä skannausdatan käsittelyyn tarkoitetulla ohjelmistolla.
Opinnäytetyössä käsiteltiin mainittujen tavoitteiden mukaisesti teoriaosuutta 3D-skannauksesta. Tässä teoriaosuudessa kerrottiin historiasta pääpiirteittäin, eniten käytössä olevista skannauslaitteistoista sekä niiden tekniikoista. Käyttökohteita kerrottiin myös, jotta lukija saisi paremmin tietoa siitä, että missä kaikessa 3D-skannausta voitaisiin hyödyntää. Tapaustutkimus suoritettiin kolmessa vaiheessa. Ensin kartoitettiin skannattava ajoneuvotuote. Seuraavaksi suoritettiin skannaus toimeksiantajan tiloissa. Lopuksi skannausdata jälkikäsiteltiin kahdella eri ohjelmistolla.
Lopputuloksena ajoneuvotuotteen skannauksesta luotiin CAD-malli, josta tuli käyttökelpoinen työkalu suunnittelijoille ja se siirrettiin toimeksiantajan järjestelmään. Suunnitteluprosessia tämä auttoi siten, että CAD-mallista saatiin tarvittavat referenssipinnat muihin suunniteltaviin ajoneuvotuotteisiin, mitkä olisivat muuten olleet melkein mahdottomia saada. 3D-skannauslaitteisto vaatii kuitenkin suuren investoinnin alussa, sillä mitä tarkempaa skannaustulosta tavoitellaan sitä suuremmaksi laitteiston hinta kasvaa. Opinnäytetyö onnistui sekä tavoitteisiin päästiin. 3D scanning has become a more common technology in many industries and will continue developing over the coming years. In 3D scanning, the geometry of a real-world object is scanned into digital form by using various techniques. The geometry of the scanned object can then be used for many different applications.
The aim of the thesis was to get acquainted with 3D scanning in the theory section, going through its history, techniques and applications and to perform a case study on how the client could utilize 3D scanning in their own vehicle products and design process. Due to that, the goal of the case study was to scan a vehicle product with the scanning equipment of Savonia University of Applied Sciences and to post-process the scanned data with two different types of software (designed to process scanned data).
The thesis covered the theoretical part of 3D scanning according to the objectives mentioned. The theoretical part discussed the 3D scanning history in general terms (the most commonly used scanning equipment and its techniques). 3D scanning applications were also included to give the reader a better insight into where 3D scanning could be utilized. The case study was conducted in three stages. Firstly, the vehicle product to be scanned was reviewed. Secondly, scanning was performed at the client’s premises. Finally, the scanned data was post-processed with two different software.
As a result, a CAD model was created from the scan of the vehicle product, which became a useful tool for design engineers and the CAD model was transferred to the client’s system. This helped the design process by providing the CAD model with necessary reference surfaces for other vehicle products to be designed, which otherwise would have been almost impossible to obtain. However, 3D scanning equipment requires a great investment at the start because the more accurate the scan result, the higher its cost will be. The thesis was successful, and the goals were achieved.
Tavoitteena opinnäytetyössä oli aluksi tutustua 3D-skannaukseen teoriaosuudessa, jossa käydään läpi sen historiaa, tekniikoita sekä käyttökohteita. Tämän jälkeen tavoitteena oli tehdä tapaustutkimus siitä, miten toimeksiantaja voisi hyödyntää 3D-skannausta omissa ajoneuvotuotteissaan sekä niiden suunnitteluprosessissa. Tämän vuoksi tapaustutkimuksen tavoitteeksi asetettiin ajoneuvotuotteen 3D-skannaus, jossa käytetään Savonia-ammattikorkeakoulun skannauslaitteistoa sekä suoritetaan skannausdatan jälkikäsittely kahdella erityyppisellä skannausdatan käsittelyyn tarkoitetulla ohjelmistolla.
Opinnäytetyössä käsiteltiin mainittujen tavoitteiden mukaisesti teoriaosuutta 3D-skannauksesta. Tässä teoriaosuudessa kerrottiin historiasta pääpiirteittäin, eniten käytössä olevista skannauslaitteistoista sekä niiden tekniikoista. Käyttökohteita kerrottiin myös, jotta lukija saisi paremmin tietoa siitä, että missä kaikessa 3D-skannausta voitaisiin hyödyntää. Tapaustutkimus suoritettiin kolmessa vaiheessa. Ensin kartoitettiin skannattava ajoneuvotuote. Seuraavaksi suoritettiin skannaus toimeksiantajan tiloissa. Lopuksi skannausdata jälkikäsiteltiin kahdella eri ohjelmistolla.
Lopputuloksena ajoneuvotuotteen skannauksesta luotiin CAD-malli, josta tuli käyttökelpoinen työkalu suunnittelijoille ja se siirrettiin toimeksiantajan järjestelmään. Suunnitteluprosessia tämä auttoi siten, että CAD-mallista saatiin tarvittavat referenssipinnat muihin suunniteltaviin ajoneuvotuotteisiin, mitkä olisivat muuten olleet melkein mahdottomia saada. 3D-skannauslaitteisto vaatii kuitenkin suuren investoinnin alussa, sillä mitä tarkempaa skannaustulosta tavoitellaan sitä suuremmaksi laitteiston hinta kasvaa. Opinnäytetyö onnistui sekä tavoitteisiin päästiin.
The aim of the thesis was to get acquainted with 3D scanning in the theory section, going through its history, techniques and applications and to perform a case study on how the client could utilize 3D scanning in their own vehicle products and design process. Due to that, the goal of the case study was to scan a vehicle product with the scanning equipment of Savonia University of Applied Sciences and to post-process the scanned data with two different types of software (designed to process scanned data).
The thesis covered the theoretical part of 3D scanning according to the objectives mentioned. The theoretical part discussed the 3D scanning history in general terms (the most commonly used scanning equipment and its techniques). 3D scanning applications were also included to give the reader a better insight into where 3D scanning could be utilized. The case study was conducted in three stages. Firstly, the vehicle product to be scanned was reviewed. Secondly, scanning was performed at the client’s premises. Finally, the scanned data was post-processed with two different software.
As a result, a CAD model was created from the scan of the vehicle product, which became a useful tool for design engineers and the CAD model was transferred to the client’s system. This helped the design process by providing the CAD model with necessary reference surfaces for other vehicle products to be designed, which otherwise would have been almost impossible to obtain. However, 3D scanning equipment requires a great investment at the start because the more accurate the scan result, the higher its cost will be. The thesis was successful, and the goals were achieved.