Der Innenausbau von Fahrzeugen ist eine komplexe Sache. Liegen keine präzisen CAD-Daten vor, die eine genaue Maßfertigung der Einbauteile möglich machen, kommt es in der Regel zu erheblichem Mehraufwand durch aufwändige Anpassungen.
Ob man aus einem Transporter ein Wohnmobil oder einen Verkaufswagen oder aus einem Caddy ein Einsatzfahrzeug machen will, im Vorfeld benötigt es eine gute Planung. Denn der Platz in so einem Fahrzeug ist sehr begrenzt und sollte optimal genutzt werden.
Um die Planung beim Fahrzeugausbau erheblich zu erleichtern, hilft ein akkurates Aufmaß des Fahrzeuginnenraums. Wer die innere Karosserieform von beispielsweise Transportern genauer betrachtet, stellt schnell fest, dass die Form sehr komplex und verwinkelt ist. Die meisten Kanten sind abgerundet, oft mit unterschiedlichen Radien. Auch wenn solche Fahrzeuge als Kastenwagen bezeichnet werden, sind die wenigsten Elemente wirklich rechtwinklig. Ein händisches Aufmaß eines solchen Innenraums ist extrem zeitintensiv, sehr fehleranfällig und oft schlicht nicht möglich.
Ein 3D-Laserscanner kann diese Aufgabe jedoch mühelos erledigen. Innerhalb von wenigen Minuten können hochpräzise 3D-Scans durchgeführt werden, welche die Planung erheblich vereinfachen. Die 3D-Scans dienen als Grundlage für die Erstellung präziser 3D-Modelle, mit denen passgenaue Formteile für den Ausbau geplant und mittels CNC-Fräse zugeschnitten werden können.
In unserem Anwenderbericht „Wie man seinen Camper für den Innenausbau vermisst“ haben wir vorgestellt, wie ein VW T4 Kleinbus aufgemessen wurde, um die Planungsgrundlage für den Ausbau zu einem kleinen Campervan mit Schrankwand und Küchenzeile zu bieten. Ziel war es, ein 3D-Mesh, also ein dreidimensionales Netzmodell des Fahrzeuginnenraums zu erstellen, welches in dem CAD-Programm Solidworks als Planungsgrundlage diente.
Da es jedoch auch CAD-Programme gibt, die anstelle eines Meshes eine Punktwolke als Konstruktionsgrundlage benötigen, möchten wir Ihnen ein alternatives Beispiel eines Fahrzeugausbaus vorstellen. Hierbei wird neben der Vorgehensweise des Aufmaßes und der Konstruktion ebenfalls das Endergebnis des umgebauten Fahrzeugs präsentiert.
Aufgabenstellung
Ein geräumiger Citroen Jumper sollte zu einem Wohnmobil ausgebaut werden. Zum einen sollte der Innenraum für den Transport eines Motocross-Bikes nutzbar sein, zum anderen auch als klassisches Wohnmobil inklusive Bett, Küchenzeile sowie Bads mit Dusche und WC dienen. Auf dem Dach sollte eine Solaranlage und eine Dachbox angebracht werden. Hierfür wurden Innenraum und Dach mittels 3D-Scanner erfasst.
Equipment
Für die Aufnahmen wurde ein FARO FocusS 70 Scanner verwendet. Hierbei handelt es sich um einen terrestrischen Laserscanner, welcher auf einem Stativ montiert wird und Scans im 360°-Sichtfeld durchführt. Dabei tastet der Laserstrahl seine Umgebung systematisch ab und kann bis zu 1 Million Punkte pro Sekunde erfassen. Die gescannten Punkte können anhand der Bilder der eingebauten Digitalkamera realitätsgetreu eingefärbt werden.
Das Aufmaß des Fahrzeugs
Vor der Messung wurde das Fahrzeug gesäubert; außerdem wurden die im Laderaum angebrachten Verkleidungen entfernt. Um alle verwinkelten Bereiche zu erfassen, wurden fünf Scans aus verschiedenen Höhen und Positionen innerhalb und drei Scans außerhalb des Fahrzeugs durchgeführt. Um eine hochpräzise Verknüpfung der Scans zueinander zu gewährleisten, wurden während des Scanning Referenzkugeln verwendet. Innerhalb von einer Stunde waren die Scanning-Arbeiten abgeschlossen.
Verarbeitung der Scandaten
Für die Weiterverarbeitung der Rohdaten wurde die Software FARO Scene verwendet. Diese Software bietet ein breites Portfolio an Funktionen und ist ideal für die Weiterverarbeitung von Scandaten. Beim Importieren der Scans konnten die Daten mittels leistungsfähiger Filter optimiert werden. Nach dem Import wurden die Scans miteinander verknüpft; somit konnte aus den Scandaten innerhalb einer Stunde eine hochpräzise Punktwolke des Fahrzeugs generiert werden.
Konstruktion und Planung des Ausbaus in Autodesk Inventor
Für die Konstruktion wurde die Punktwolke in die 3D-CAD-Software Autodesk Inventor eingelesen. Nun war es möglich, die notwendigen Ausbauten direkt in der Punktwolke millimetergenau zu konstruieren.
Dank des 3D-Modells wurden sogar noch Bereiche entdeckt, die für zusätzliche Fächer und Stauraum genutzt werden konnten. Somit konnte das Innenraumkonzept bzw. Ausbaukonzept optimiert werden.
Die Planung des Campers wurde vollständig in Inventor durchgeführt und schließlich im Fahrzeug problemlos umgesetzt. Die angefertigten Einbauten passten hervorragend in die Karosserie (Passgenauigkeit von +-2 mm) und es mussten keine Teile neu angefertigt oder angepasst werden.
Endergebnis
Unser Kunde war mit dem Ablauf des Ausbaus sehr zufrieden. Mit Hilfe der Scandaten konnte er die Planung ganz nach seinen Wünschen umsetzen. Und das Endergebnis ist wirklich gelungen!
Vorteile der Planung mittels Laserscanning und CAD-Software
Die Planung auf Grundlage von Laserscanning-Daten bietet viele Vorteile. Durch das hochgenaue Aufmaß ist eine detaillierte und effiziente Planung in der CAD-Software möglich. Durch das schnelle und hochdetaillierte Scanning ist es zudem möglich, die Planung vorzunehmen, ohne das Fahrzeug besitzen zu müssen. Ein Zugang von etwa einer Stunde genügt für das Scanning, um das vollständige 3D-Aufmaß zu erhalten und für die Planung nutzen zu können. So kann beispielsweise noch vor der dem Kauf des Fahrzeugs anhand der Planungsdaten eingeschätzt werden, ob es sich überhaupt für den gewünschten Ausbau anbietet.
Üblicherweise wird bei DIY-Ausbauten so lange am Bauteil geschnitten und gefeilt, bis es passgenau ist. Dann liegen von diesem Teil allerdings keine CAD-Daten vor und es kann nicht ohne Weiteres reproduziert werden. Ein großer Vorteil des Aufmaßes durch Laserscanner und der Nutzung von CAD-Programmen ist daher, dass die geplanten Bauteile in einer hohen Losgröße angefertigt werden können, da sie als CAD-Modell konstruiert wurden.
Während der Planung begünstigt die sehr realistische 3D-Darstellung ein gutes Raumgefühl für das mögliche Endergebnis. Die meisten 3D-CAD-Programme bieten fortschrittliche Rendering-Methoden, die bereits vor der Fertigung des ersten Bauteils eine realitätsgetreue Darstellung des Endergebnisses liefern. Da Einbauten speziell bei Campern schnell zu groß und beengend wirken, kann somit problemlos umstrukturiert werden. Hierfür ist zudem die optionale Farbaufnahme während des Scannings gewinnbringend. Aus den Farbinformationen lassen sich Texturen generieren. Zudem bieten 3D-CAD Programme zahlreiche Texturen für die Bauteile an. Die aufwändig gerenderten und farbgetreuen Modelle bieten im Übrigen auch großes Potential für Marketingzwecke aller Art.
Überblick über alternative Messmethoden und Softwarelösungen
Um ein Aufmaß für den Innenausbau durchzuführen, können verschiedene Hardware- und Software-Lösungen verwendet werden. Oft ist entscheidend zu wissen, in welcher Konstruktionssoftware die Planung erfolgen soll. Einige Softwares benötigen die Scandaten beispielsweise in Mesh-Form, während für andere Programme Punktwolken erforderlich sind oder beide Optionen anbieten.
Für Autodesk Inventor werden die Scans als Punktwolke benötigt. Somit bieten sich hierbei klassische Laserscanner wie der FARO Focus mit der Software FARO Scene an.
Die weit verbreitete Software SolidEdge wiederum benötigt ausschließlich Meshes, also 3D-Netze. Auch hier könnte man den FARO Focus Scanner und die FARO Scene Software verwenden; man muss jedoch etwa doppelt so viel Zeit für die Prozessierung einplanen, da die Punktwolke zusätzlich in ein Mesh umgewandelt werden muss. In diesem Fall wären die Produkte der Firma ARTEC lukrativer, da sie zum einen eine etwas höhere Genauigkeit (unter 1 mm) bieten und zum anderen schneller Meshes liefern. Im Speziellen ist die Kombination aus ARTEC Ray und ARTEC Leo sinnvoll, um ein hochpräzises 3D-Mesh eines Fahrzeugs zu erzeugen. Das Mesh kann zudem eingefärbt werden, was jedoch die Verarbeitungsdauer in der zugehörigen Software ARTEC Studio erhöht.
Die Software Solidworks kann inzwischen dank des Plugins der Firma Veesus zusätzlich zu Meshes auch Punktwolken verarbeiten. Somit gelten bei Solidworks keine Restriktionen für die Art der Scanning-Daten.
Wenn Sie ebenfalls an einem Ausbau Ihres Fahrzeugs interessiert sind, melden Sie sich gerne bei uns und lassen Sie sich bezüglich eines professionellen Aufmaßes des Fahrzeugs beraten! Können wir auch Sie bei Ihrem Vermessungsprojekt unterstützen? Kontaktieren Sie uns einfach telefonisch unter +49 (0)391 6269960 oder per Mail an info@laserscanning-europe.com.
