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Die Erfindung betrifft eine 3D-Scanstation und findet insbesondere für die Auftragserstellung zur Fertigung modifizierter gescannter Objekte beispielsweise in Supermärkten Anwendung.
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Die spontane Auftragserteilung für und zügige Fertigung von individualisierten Produkten gewinnt sowohl im Groß-, als auch im Einzelhandel immer mehr an Bedeutung. Mehr und mehr Kunden haben Interesse daran, vorgefertigte Produkte nach ihren Wünschen und Bedürfnissen zu modifizieren und neu fertigen zu lassen. Für die Realisierung dessen bieten sich 3D-Scanner an. (Die Abkürzung 3D wird im Folgenden für die Bezeichnung dreidimensional verwendet.). Sie erlauben die räumliche Erfassung eines Objektes, welches im Anschluss mit Hilfe einer Verarbeitungseinheit wie beispielsweise eines Computers beliebig verändert und angepasst werden kann.
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3D-Scanner sind dem Markt in verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Einige werden in der Industrie oder Medizin verwendet, andere im privaten Bereich.
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In der
DE 196 15 685 A1 wird der Aufbau eines 3D-Scanners beschrieben. Die dort offenbarte Abtastvorrichtung zur Abtastung und Erfassung einer Kontur eines Objekts enthält eine Lichtquelle, welche im wesentlichen kohärente Lichtstrahlen erzeugt, eine Ablenkungseinrichtung, welche von der Lichtquelle ausgesandte Lichtstrahlen in Abtastrichtung linienförmig auf die Oberfläche des Objekts projiziert, und mindestens eine zweidimensionale Bildaufnahmeeinrichtung, welche derart angeordnet und ausgebildet ist, dass das Abbild der auf die Oberfläche des Objekts projizierten Linie entsprechend der Kontur des Objekts erfasst wird.
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Die
DE 10 2008 002 730 A1 offenbart ein Verfahren zur Erzeugung eines Abstandsbildes für die 3D-Rekonstruktion einer Objektoberfläche aus der Korrespondenz von Pixeln der Bilder mindestens eines Bildsensors, der die Szene aufnimmt, wobei mittels eines Projektors mit einer Strukturblende Grauwertmuster oder Farbmuster mit definierten lokal unterschiedlichen Helligkeiten oder Farben auf die Objektoberfläche projiziert werden. Ein 3D-Scanner zur Nutzung im kommerziellen Bereich wird in der
DE 199 56 574 A1 beschrieben. Diese Schrift offenbart ein Verfahren zur Auswahl und Anpassung eines Produktes an die Körpermaße eines Konsumenten durch die Ermittlung seiner Körpermaße mittels Scanner für eine maßgefertigte Produktion. Die Produkte können jedoch nur aus einer vorgegebenen Produktpalette gewählt werden. Ein Scannen und anschließendes Modifizieren verschiedener Objekte ist nicht möglich.
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Bekannt sind dem Stand der Technik zudem 3D-Scanner, die in Supermärkten verwendet werden um dort Gesichter oder ganze Menschen zu scannen um diese sofort als farbige Figur auszudrucken.
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Um sich jedoch Teile oder Figuren in verschiedenen Materialien fertigen zu lassen müssten die unterschiedlichsten 3D-Drucker in Supermärkten stehen, was jedoch logistisch kaum zu verwirklichen ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine 3D-Scanstation zur Verfügung zu stellen, welche ein einscannen verschiedenster Objekte ermöglicht, dem Benutzer die Möglichkeit zur anschließenden virtuellen Bearbeitung der gescannten Objekte bietet und zudem eine Schnittstelle zu den unterschiedlichsten externen Produktionsanlagen und/oder Rechenzentren darstellt.
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Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist eine 3D-Scanstation aufweisend eine integrierte 3D-Scaneinheit, wobei erfindungsgemäß ein auf wenigstens einem Standelement aufstellbares Display-Gehäuse ein Präsentationsdisplay enthält.
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Bevorzugt besteht die 3D-Scaneinheit aus einem 3D-Scanner und einer Abdeckhaube, mit welcher der 3D-Scanner verschließbar ist. Unter der Abdeckhaube ist das zu scannende Teil in den 3D-Scanner einspannbar. Das zu scannende Teil könnte beispielsweise auf einem Drehteller befestigt werden. Die Steuerung des 3D-Scanners erfolgt insbesondere über eine am Display-Gehäuse befestigte Bedieneinheit.
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Zusätzlich oder alternativ zur 3D-Scaneinhet kann ein Handscanner an die 3D-Scaneinheit angeschlossen sein. Mit einem solchen Handscanner wäre ein Scannen von größeren Teilen oder ganzen Personen möglich.
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Die vom 3D-Scanner generierten Daten werden an eine Verarbeitungseinheit übermittelt. Diese kann ein in der 3D-Scanstation enthaltener Rechner, oder auch das Präsentationsdisplay direkt sein. Bevorzugt ist das Präsentationsdisplay ein Touchscreen-Monitor.
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Die 3D-Scaneinheit weist weiterhin bevorzugt eine Bluetooth-Verbindung zur Übertragung von mit externen Geräten gescannten Daten auf.
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Die an die Verarbeitungseinheit übermittelten Daten werden auf dem Präsentationsdisplay wiedergegeben. Eine Bearbeitung dieser Daten ist entweder über das Präsentationsdisplay direkt oder über die Bedieneinheit möglich. Alternativ kann eine weitere Tastatur angeschlossen sein. Am gescannten Objekt kann so beispielsweise Material virtuell auf- oder abgetragen werden. Es wäre auch möglich das gescannte Objekt mit einem Objekt aus einer vorhandenen Datenbank virtuell zu kombinieren oder zu verbinden. Auf der Verarbeitungseinheit kann zudem eine Datenbank hinterlegt sein, aus welcher der Benutzer verschiedene Objekte auswählen und direkt am Präsentationsdisplay modifizieren könnte.
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Die Scanstation kann weiterhin in einer Datenbank Vorlagen für ein Virtuelles Ersatzteillager bzw. Warenlager aufweisen bzw. eine Verbindung mit einer Datenbank, die ei ein virtuelles Ersatzteillager bzw. Warenlager zur Verfügung stellt und die auf einem anderen Rechner / Server gespeichert ist, herstellen. Dieses virtuelle Ersatzteillager bzw. Warenlager kann beispielsweise Artikel enthalten, die nicht mehr im Sortiment eines Anbieters erhältlich sind oder auch für noch erhältliche Produkte, die mittels der Scanstation ggf. in Größe und Material modifizierbar wären.
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Das Standelement ist bevorzugt eine Bodenplatte, welche mit dem sich senkrecht nach oben erstreckenden Display-Gehäuse fest oder lösbar verbunden ist. Alternativ können Bodenplatte und Display-Gehäuse auch aus einem Element gefertigt sein.
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Das Display-Gehäuse selbst ist bevorzugt aus einem Metall und/oder einem Kunststoff gefertigt.
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Die 3D-Scanstation kann weitere Elemente wie beispielsweise einen Drucker zum Ausdrucken von Quittungen, ein EC-Terminal zur direkten Kartenzahlung oder auch Elemente zur Produktpräsentation aufweisen.
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Die 3D-Scanstation steht in einer bevorzugten Ausführungsform mit einem externen Rechenzentrum und/oder Produktionszentrum in Verbindung. Die in der Verarbeitungseinheit enthaltenen Daten werden auf Wunsch des Benutzers an das externe Rechenzentrum übermittelt, wo die Möglichkeit einer Prüfung und eventuellen Korrektur der Daten besteht. Die Enddaten können anschließend vom externen Rechenzentrum an ein Produktionszentrum übermittelt werden. Alternativ kann die Übermittlung direkt von der 3D-Scanstation an ein Produktionszentrum erfolgen. Das Produktionszentrum kann verschiedene Schwerpunkte haben, wie beispielsweise den 3D-Druck von Kunststoffen, Metallen oder anderen Materialien, die CAM Fertigung von Kunststoffen, Metallen oder anderen Teilen, oder auch die Fertigung von Gussteilen beispielsweise aus Metall. Es wäre auch denkbar Objekte aus essbarem Material wie z.B. Weingummi oder Schokolade drucken zu lassen.
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Das gescannte Objekt kann auch online auf der Website des Einzelhändlers oder des Dienstanbieters angeschaut und bearbeitet und dann an ein Produktionszentrum übermittelt werden, in dem dann mittels 3D-Druck die Herstellung eines Produktes erfolgt. Die Datei kann online vom Einzelhändler, Dienstanbieter oder Produktionszentrum heruntergeladen werden zur weiteren Verwendung, Generell kann mittels 3D Druck
- – auf Basis des gescannten Objekt oder
- – auf Basis eines in einer Datenbank ausgewählten Objekts oder
- – auf Basis einer App übermittelter Daten eines Objekts
im Produktionszentrum ein neues Produkt gefertigt werden, welches im Wesentlichen dem gescannten Objekt (ggf. in einer angepassten / überarbeiteten Version) hinsichtlich der Form entspricht, wobei die Größe des neuen gefertigten Produkts im einem Verhältnis zum Objekt skaliert sein kann und eine andere Materialauswahl möglich ist, die sich von dem gescannten Objekt unterscheidet. Die 3D-Scanstation kann in Supermärkten, Baumärkten oder an sonstigen öffentlichen Plätzen aufgestellt werden. Ihre einfache und benutzerfreundliche Bedienung macht die 3D-Scantechnologie einer breiten Masse an Verbrauchern zugänglich. Auftragswege im Vorfeld der Produktion werden verkürzt, was letztendlich eine enorme Kostenersparnis für den Anbieter mit sich bringt.
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Die Möglichkeit, aus einem Objekt eine oder mehrere Kopien bzw. neue Produkte (auch in skalierter Größe) bevorzugt im 3D-Druck oder auch durch andere geeignete Fertigungsverfahren herstellen zu lassen – und dies aus fast allen möglichen Materialien wie Kunststoff, Metall, essbaren Materialien usw., wird damit einer breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert, ohne dabei auf diese beschränkt zu sein. Dabei zeigt:
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1 eine erfindungsgemäße 3D-Scanstation.
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In 1 ist der beispielsweise Aufbau einer erfindungsgemäßen 3D-Scanstation verdeutlicht. Ein Display-Gehäuse 1 steht auf einer Bodenplatte 7, mit der es in der dargestellten Ausführungsform einteilig ausgestaltet ist. Auf Sichthöhe in das Display-Gehäuse 1 integriert ist das Präsentationsdisplay 2. Dieses ist vorteilhafterweise ein Monitor mit Touchscreen-Funktion. Am Display-Gehäuse 1 angebracht ist zudem eine Gerätehalterung 13, welche unter anderem die Scaneinheit 4 aufnimmt. Die Scaneinheit 4 umfasst einen Drehteller 6, auf dem das zu scannende Objekt platziert werden kann, sowie mindestens zwei Sensoren 5, die das Objekt scannen. Nachdem das Objekt auf dem Drehteller 6 positioniert wurde, ist die Scaneinheit mittels einer Abdeckhaube 3 verschließbar. Die Scaneinheit 4 kann mittels einer ebenfalls an der Gerätehalterung 13 angebrachten Bedieneinheit 14 angesteuert werden. Die gescannten Daten werden an eine Verarbeitungseinheit übermittelt. Diese ist bevorzugt im Präsentationsdisplay 2 enthalten. Ebenfalls an der Gerätehalterung 13 angebracht ist ein Handscanner 8, welcher in einer Halterung 10 positioniert werden kann. Ein Verbindungskabel 9 gewährleistet die Verbindung vom Handscanner 8 zur internen Verarbeitungseinheit. Über die Touchscreen-Funktion des Präsentationsdisplays 2 kann das gescannte Objekt virtuell modifiziert werden. Die Bestellung des gewünschten Produktes kann anschließend an ein externes Rechenzentrum oder ein externes Produktionszentrum übermittelt werden. Die Bezahlung kann direkt am in der Gerätehalterung 13 integrierten EC-Terminal 12 erfolgen.
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In Fortführung könnte es auch möglich sein, mittels einer App die beispielsweise mittels eines Smartphones oder einer 3D-Kamera aufgenommenen Bilddaten eines Objekts auch direkt (ohne 3D-Scanstation) an ein Produktions- oder Bearbeitungszentrum weiterzuleiten.
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In einem Produktions- oder Bearbeitungszentrum werden auf Basis der übermittelten Daten des Objekts ein oder mehrere neue Produkte gefertigt, ggf. modifiziert und/oder in skalierter Größe und somit größer oder kleiner als das Ausgangs – Objekt und/oder in einem anderen Material.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Display-Gehäuse
- 2
- Präsentationsdisplay
- 3
- Abdeckhaube
- 4
- Scaneinheit
- 5
- Sensoren
- 6
- Drehteller
- 7
- Bodenplatte
- 8
- Handscanner
- 9
- Verbindungskabel
- 10
- Halterung für Handscanner
- 1.
- EC-Terminal
- 13
- Gerätehalterung
- 14
- Bedieneinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19615685 A1 [0004]
- DE 102008002730 A1 [0005]
- DE 19956574 A1 [0005]
