Den Wunsch, 3D-Artefakte genau zu analysieren, zu reproduzieren, in elektronischen Medien zu visualisieren oder dauerhaft zu archivieren haben nicht nur Museen oder Kunstsammler. Auch Baufachleute, die für die Instandhaltung reich ausgeschmückter historischer Bausubstanz verant-wortlich sind, wünschen sich effizientes Kopieren und Restaurieren von Bauplastiken. Diesem Wunsch kommt das 3D-Laserscanner-system ModelMaker von DESCAM 3D Technologies GmbH entgegen. Mit einem Laserstreifensensor werden selbst komplexeste Objekte schnell und genau berührungslos rundherum erfasst, nahezu unabhängig von Oberflächenbeschaffenheit, Farbe, Größe und Form. Besondere Herausstellungsmerkmale sind die einfache Bedienung des Systems, der handliche Sensor und die Echtzeitdarstellung der erfassten Flächen (geshadete Punktewolke) am Bildschirm. Die Daten stehen als Dreiecks-maschennetz oder Punktewolke zur Weiterverarbeitung zur Verfügung.

In der Industrie ist der 3D-Laserscanner „ModelMaker“ von DESCAM 3D Technologies begeistert aufgenommen worden. Die Design-, Musterbau- und Qualitätssicherungsabteilungen namhafter Automobilhersteller, die ihn einsetzen, wollen ihn nicht mehr missen. Denn die Handhabung des „ModelMaker “ ist verblüffend einfach – das Arbeitsergebnis aber besticht durch höchste Präzision und bequeme Verarbeitung der Scandaten.

Außer Blechteilen, Türinnenverkleidungen, Lenkrädern oder Sitzen lassen sich mit dem Laserscanner „ModelMaker“ natürlich alle möglichen 3D-Geometrien erfassen. „Im Archäologischen Museum auf Kreta“, berichtet Sigmund Scriba, DESCAM-Geschäftsführer, von einem außergewöhnlichen „ModelMaker“-Einsatz, „haben wir eine 3.500 Jahre alte Figur – den „Akrobat“ – gescannt, die dann in Stuttgart in einem veränderten Maßstab reproduziert wurde.“ Beim „Akrobat“ handelt es sich um einen Menschen der über einen Stier springt, die Elfenbein-Skulptur hat leider nur noch einen Arm und ein Bein. Das besondere an der Erlaubnis, diese 3.500 Jahre alte Skulptur reproduzieren zu dürfen, lag in der Forderung, einen anderen Maßstab zu verwenden. Eine Abformtechnik wird bei derart wertvollen und einmaligen Artefakten nämlich so gut wie nie erlaubt.



Darum wurde DESCAM mit dem 3D-Scanner-system „ModelMaker“ für die berührungslose 3D-Erfassung vor Ort im Archäologischen Museum von Kreta beauftragt. Das System besteht aus einem Laserscanner und einem 7-achsigen Koordinaten-Messarm. „ModelMaker“ bezieht seine Flexibilität vor allem aus der manuellen Bedienung und liefert durch berührungsloses Überstreichen der Skulptur mit dem Lichtstreifen des Laserscanners ein Bild des gescannten Objektes auf dem Bildschirm – und zwar on-line.

Hinter diesem Bild verbirgt sich eine Punktewolke, die in der „ModelMaker“-Software trianguliert und so in ein Dreiecksmaschennetz gewandelt wird. Das optimierte Netz im STL-Format stellt die Basis für weitere Arbeitsschritte wie CNC-Fräsen zur Erzeugung von Reproduktionen, Flächenrückführung (CAD-Modell) oder Qualitätsanalyse (Soll-/Ist-Vergleich) dar.

So konnten auch die gescannten Daten des „Akrobaten“ in einen anderen Maßstab übertragen werden. Ein Unikat wird dann aus einem Rohling – beim reproduzierten „Akrobat“ sollte es wie beim Original auch der Werkstoff Elfenbein sein – heraus gefräst. Sollen mehrere Repliken entstehen, sind die Scandaten die Grundlage für den Formenbau. Mit einer solchen Form können dann beliebig viele „Akrobaten“ hergestellt werden.




Dabei spielt die Größe der Skulptur fast keine Rolle. Von ganz klein bis ganz groß ist alles mög-lich. „Für eine große Skulptur brauchen wir natürlich mehr Zeit als für eine kleine“, macht Sigmund Scriba deutlich, „aber dafür haben wir nach Abschluss des Scannens auch eine in sich geschlossene Punktewolke, denn es brauchen keine Aufnahmen mehr zusammen gesetzt werden.“ Auch schwierig zugängliche Stellen sind vollständig erfassbar – und das unabhängig von Form, Farbe, Material, Größe oder Oberflächen-struktur der Skulptur.

Welchen Nutzen haben Museen, Kunsthallen oder aber auch engagierte Kunstsammler vom Einsatz des „ModelMaker“? „Zum einen spielt der Sicherheitsaspekt eine Rolle“, erläutert Sigmund Scriba die Interessenlage, „wenn die Original-skulptur im Archiv bleibt und die Kopie in der Ausstellung steht.“ Zum anderen könnte sich ein Museum durch die Produktion einer Limited Edition eine zusätzliche Einnahmequelle erschließen. Oder anderen Museen in der Welt könnten Repliken zur Verfügung gestellt werden.

Besonders hervorzuheben ist jedoch die Archivierung der tatsächlichen Formen. Diese stehen dann für weitere wissenschaftliche Analysen den Experten weltweit zur Verfügung. Auch sind die unwiederbringlichen Schätze dauerhaft „konserviert“ und stehen im Falle eines Falles für exakte Kopien bereit. An Hand von mehreren Formerfassungen in beliebigen Zeitintervallen können auch Langzeitstudien über eventuelle Verformungen (z.B. bei Holz) oder Verwitterungen an Skulpturen (z.B. bei Sandstein) lokalisiert und quantifiziert werden.

Einen ständigen Einsatz des 3D-Scanner
„ModelMaker“ sieht Sigmund Scriba bei Dombauhütten, die permanent mit Reparatur-Arbeiten an Kirchenbauten wie Kölner Dom und Ulmer oder Straßburger Münster beschäftigt sind. „Die Denkmalpfleger scannen Skulpturen sowie die einzelnen Geometrien der Maßwerke, Kreuzblumen oder Krabben, die bevorzugt Fialen schmücken und können sich sogar eine Datenbank anlegen“, beschreibt Scriba die Vorteile für die Dombauhütten. Nach diesen Daten ist dann sofort das Duplizieren - Fräsen der Geometrien in verschiedensten Materialien, auch Stein - möglich. Dieser Ablauf muss als kleine Revolution angesehen werden, denn heute werden die kunstvollen Geometrien immer noch – wie zu BauzZeiten der Dome und Münster – Zeit aufwendig von Hand „geschnitzt“ und die Maßhaltigkeit der Form mit Lehren geprüft.

Das entscheidende Plus von „ModelMaker“: Ist die Form einmal erfasst, spielt es keine Rolle mehr, ob der Maßstab verändert und das Teil einmal oder hundertmal gefertigt wird.

Geshadete Scandaten eines Modells der Bavaria (80 cm hoch)

Geshadete Scandaten der 2,14 m hohen Skulptur „L’ Homme qui marche“ von Auguste Rodin