Laserscanning is één van de technieken die wij gebruiken om installaties en de gebouwen erom heen in kaart te brengen. 3D laserscannen is in het onderhoud een techniek met veel meerwaarde. We richten ons op toegepaste innovatie en zijn altijd bezig met onderzoek naar nieuwe technieken die waardevol kunnen zijn voor onze klanten en partners in de procesindustrie.
Werking 3D scannen onderhoud
Het conventionele 3D-meetwerk werkt op basis van het inmeten van diverse belangrijke punten in of om een gebouw. Door deze punten te verbinden, zijn bepaalde vlakken te definiëren en is de maatvoering van gebouwen relatief snel in kaart te brengen. Daarnaast bestaat ook het zogenaamde 3D-laserscannen. Hierbij wordt een laserscanner op een vast punt geplaatst van waaruit hij een groot aantal metingen verricht terwijl de laserkop het oppervlak als het ware ‘aftast’. Om een volledige ruimte in te meten, worden vanaf verschillende locaties metingen verricht.
Gebruik pointcloud
Alle meetwaarden die worden gegenereerd vanuit een bepaald punt, worden tezamen een ‘point cloud’ genoemd; een wolk van punten waarmee uiteindelijk een 3D-oppervlak is te beschrijven. De diverse pointclouds die worden gegenereerd bij het uitvoeren van metingen vanaf verschillende locaties in een ruimte, zijn met behulp van intelligente software zodanig aan elkaar te koppelen dat er uiteindelijk één afbeelding ontstaat. Om het eindresultaat ook daadwerkelijk zichtbaar te maken, is geavanceerde software noodzakelijk en enige ervaring om te begrijpen op welke manier de point cloud moet worden benaderd of ‘doorgesneden’ om de gewenste informatie te krijgen.
Pointcloud is geen 3D model
Anders dan een 3D model is een point cloud letterlijk niet meer dan een verzameling losse punten met een x-, y- en z-coördinaat. Een geometrische voorstelling dus, zonder extra informatie over bijvoorbeeld de dikte van een oppervlak, het materiaal waarvan het gemaakt is of een aanduiding tot welke groep van componenten een speci ek deel behoort. Om die reden worden de 2Dof 3D-afbeeldingen ook vaak als ‘onderlegger’ gebruikt om hierop vervolgens te modelleren. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een bibliotheek met een groot aantal standaardelementen die op de point cloud worden gesleept. Deze handeling is inmiddels voor een deel ge-automatiseerd. Installaties in de industrie zijn hierdoor betrekkelijk eenvoudig van pointcloud naar 3D model om te zetten.
Toepassingen 3D laserscannen onderhoud
3D-laserscannen wordt binnen onderhoud veelal gebruikt voor het inmeten het bestaande gebouw en bestaande machines. Maar er zijn veel meer mogelijkheden. Het inscannen van complexe 3D-vormen voor duplicatie bijvoorbeeld. Of het inscannen van een complete omgeving rondom een gebouw zodat het voor de planalogen, architecten, aannemers en gemeentes meteen duidelijk is hoe een gebouw in de omgeving staat, waar de wegen lopen en waar bij de bouwwerkzaamheden een kraan kan staan. Een ding dat vaak over het hoofd gezien wordt, is het aanvoeren van installaties. Deze moeten gemanoeuvreerd kunnen worden en door alle deuren passen.
Pointcloud gemaakt met 3D laserscanning voor onderhoud in de industrie.
Nulmeting onderhoud – As Built
Verder valt te denken aan het uitvoeren van zogenaamde nulmetingen. Hoe is de situatie op dit moment en verschilt hij van het plaatje dat een jaar later wordt genomen? Met 3D-laserscannen kunnen relatief eenvoudig hele leidingstelsels of drukvaten in kaart gebracht worden. Wanneer metingen regelmatig uitgevoerd worden, is te zien of componenten hun oorspronkelijke vorm behouden of op bepaalde locaties wellicht verzwakken. Dit helpt tijdig maatregelen te nemen. Bovendien zijn complete As Built installaties op deze manier eenvoudig te documenteren. Het gebeurt immers relatief vaak dat leidingstelsels door de jaren heen naar believen worden uitgebreid of veranderd zonder dat dit naar behoren wordt vastgelegd. Bij grotere onderhoudsklussen of vastleggen in het kader van wet en regelgeving ten aanzien van veiligheid, is 3D-scannen goed bruikbaar. Hetzelfde geldt voor het samenstellen van documentatie bij oplevering. Wat dat betreft is het prettig dat ontwikkelaars van veel gebruikte tekenpakketten de afgelopen jaren in hun software mogelijkheden hebben geïntegreerd om deze point clouds te gebruiken en te bewerken.
Slimme software voor pointclouds onderhoud
Omdat installaties geometrisch aanzienlijk complexer in elkaar zitten dan vlakke wanden en plafonds, combineren we het gebruik van laserscanners met geavanceerde software. Een prettige functionaliteit is automatische vormherkenning van standaard onderdelen van de installatie. Er kan zo met relatief weinig moeite een accuraat 3D model van de werkelijkheid gemaakt worden. Op deze manier bieden we mogelijkheden om zowel 2D- en 3D-afbeeldingen, als as-builts te genereren waarmee technische dienst, architect, aannemer, eigenaar en alle andere betrokken partijen hun voordeel mee kunnen doen.
Inmeten onderhoud twee reactoren
Het nut van 3D-laserscannen voor onderhoud is bewezen bij een bedrijf dat gebruikmaakt van twee identieke reactoren die niet identiek functioneerden. Het was lastig om het hele binnenwerk van buitenaf met de hand in te meten. Het binnenwerk is namelijk lastig te bereiken en heeft bovendien complexe geometrische vormen. De laserscanner bracht een opmerkelijk uitkomst, omdat een clash detection van de pointclouds aangaf dat de reactoren niet identiek waren. Dit was niet door vervorming van het materiaal als gevolg van belastingen of warmte-invloeden, maar gewoon omdat ze constructief niet volledig hetzelfde waren.
Clash detection maintenance
‘Clash detection’ is een beproefde methode om te onderzoeken of bepaalde uitbreidingen van installaties of machines gezien de beschikbare ruimte wel mogelijk zijn. Hiertoe wordt een 3D-model van de uitbreiding in de point cloud geplaatst waarna direct duidelijk is of het beoogde model past binnen zijn omgeving. Daar waar de twee modellen ‘clashen’, zal de software dit aangeven. Dit wordt ‘clash detection’ genoemd.
Reserveonderdelen van 3D scan
We zien ook mogelijkheden in het eenvoudig vervaardigen van reserveonderdelen. Soms zijn er onderdelen nodig die niet standaard beschikbaar zijn maar wel exact moeten passen binnen een bestaande situatie. Door deze situatie met 3D-laserscannen in kaart te brengen, zijn alle maten bekend en is het eenvoudiger om dit onderdeel precies pas te laten vervaardigen. Ook kan bepaalde component 3D gescand worden, om deze vervolgens te dupliceren.
Binnen de wereld van 3D-printing zijn er al vele mogelijkheden om de data van een point cloud direct om te zetten in het juiste programma. Hiermee kan de 3D-printer het betreffende onderdeel direct printen, zelfs mét de gewenste materiaaleigenschappen. Wat dat betreft liggen de grenzen ten aanzien van de mogelijkheden van 3D-printen bij de creativiteit en het voorstellingsvermogen van de gebruiker. Ik kijk uit naar de ideeën uit de onderhoudswereld.
PelserHartman en 3D scannen voor maintenance
PelserHartman is sinds 2006 bezig met het toepassen van laserscannen voor het in kaart brengen van gebouwen. De belangrijkste opdrachten speelden zich in het begin af in de bouwwereld. Het kwam echter steeds vaker voor dat ook de bijbehorende installaties ingemeten moesten worden. Bijvoorbeeld in het geval van renovatiewerkzaamheden. Inmiddels brengen we met een combinatie van geavanceerde technieken ook binnen de industrie volledige installaties in kaart.
