Titelgeschichte

3D-Aufmaß im Metallbau

3D-Messsysteme & 3D-Laserscanner

Händisches Aufmaß war gestern – Laserscanner übernehmen zunehmend dieses Arbeitsfeld. Auch Metall- und Fassadenbauer können von den Vorteilen des 3D-Aufmaßes profitieren. Allerdings stellt sich vielen die Frage, welche Lösung für ihre Zwecke geeignet ist und welche Investition sich für ihren Betrieb rechnet. Drei Anwender berichten.

Ecken und Kanten, gekrümmte Wangen, runde Podeste, dazu Geländer, die sich über mehrere Stockwerke ziehen – das Aufmaß einer Treppe birgt eine Reihe von Herausforderungen. Aus der nötigen Sicht auf alle Bauteile resultieren viele Messpunkte und Referenzpunkte. Das ist folglich ein immenser Zeitaufwand. Bastian Wilmer und sein Bruder Bernd Medam, Geschäftsführer der Schlosserei Medam aus Lörrach und Efringen-Kirchen, wissen heute. Das muss nicht sein. Von zwei Aufträge im jeweils sechsstelligen Bereich ließen sie sich ermutigen, einen 3D-Laserscanner anzuschaffen.

Der Außendienstler des Herstellers Faro, Jürgen Groh, schnürte dem Metallbauer aus Lörrach ein individuell abgestimmtes Komplettpaket: Es bestand aus dem Scanner Focus S70, der Geräte-Software, einer zweitägigen Inhouse-Schulung, der Wartung und einer Vier-Jahres-Garantie. Abhängig, so der Hersteller-Vertreter, sei die Preisgestaltung auch von den Softwarepaketen bezüglich des digitalen Workflows zum CAD-System. Zudem verwies er auf die sogenannte Digitalförderung der jeweiligen Bundesländer, die für den Kauf eines Laserscanners in Anspruch genommen werden kann.

Enorme Zeitersparnis

„Als ich noch mit einem 3D Lasermesser gearbeitet habe, habe ich zwischen 15 und 20 Minuten gebraucht, um einen neuen Standpunkt zum Aufmaß hinzuzufügen“, erklärt Wilmer „beim Umstellen des Lasermessers leidet aber auch die Genauigkeit. Oft musste ich also den Messvorgang wegen additiver Messfehler wieder rückgängig machen und erneut starten.“ Der Scanner hingegen misst alles, was er sieht. Er hat er so viele Punkte, dass er an einem neuen Standort sofort weiß, wo er steht, und erweitert das Aufmaß selbstständig. Freudig erzählt Wilmer: „Wofür wir sonst drei bis vier Stunden gebraucht haben, schaffen wir jetzt in nur 40 Minuten.“

Der Neigungssensor sowie die Messgenauigkeit seien für den Metallbauer ein „ganz ausschlaggebender Punkt“ gewesen, warum man sich für den Faro entschieden habe.  Auch die Tatsache, dass die Software HiCAD von ISD, die der Betrieb zusätzlich erworben hat, in Zusammenarbeit mit dem Scanner-Hersteller entwickelt wurde, half bei der Entscheidungsfindung, denn: „Im Support können wir davon profitieren. Außerdem entfällt bei dieser Software das zeitaufwändige Importieren über ein Datei-Austauschformat, wie es bei anderen Programmen nötig ist. Die Zeitersparnis ist insgesamt enorm. Einen Zeichner-Arbeitsplatz im Jahr sparen wir auf jeden Fall ein.“ Einen Nachteil von Laserscannern sieht Wilmer in dem deutlich größeren Speicherbedarf und der notwendig höheren Rechenleistung. Als zusätzliche Investition wurde deshalb ein neuer Computer angeschafft.

Dienstleister für komplexe Aufmaße

Montage, Wartung und Reparatur im Fenster- und Fassadenbau gehören zum Arbeitsalltag des Hannoveraner Unternehmens Firma Gebr. Gieseler Service. Das Aufmaß besonders kniffeliger Bauvorhaben übernimmt ein Dienstleister, Laser Scanning Architecture unter der Leitung von Architekt Johannes Rechenbach (Interview S. 42). Geschäftsführer Thomas Beneke erzählt: „Wir haben Herrn Rechenbach für ein 3D-Aufmaß an einer Kirche in Anspruch genommen. Es handelte sich um 13 Rundbogenfenster unterschiedlichster Art und Weise, in deren Laibung wir eine Pfosten-Riegel-Fassade einsetzen mussten. Die oberste Spitze des Rundbogens liegt in 13 Metern Höhe! Das hätte für uns bedeutet: 13 Mal ein vielleicht ein Zentner schweres Gerüst aufbauen und wieder abbauen. In der Kirche hätte man es auch nicht einfach mal so herumfahren können; es ist da ja sehr beengt. Wenn wir das Aufmaß händisch gemacht hätten, hätten wir mindestens 13 Tage gebraucht. Herr Rechenbach war gerade mal einen Tag vor Ort.“ „Gefunden“ habe man den Dienstleister übers Internet. „Wir haben uns dann einmal getroffen, das Projekt durchgesprochen und die Zielvorgaben festgelegt“, so Beneke. „Die Gründe, die für einen Dienstleister sprechen, sind für mich Genauigkeit, Schnelligkeit und dass ich keine eigenen Ressourcen binde. Wir werden Herrn Rechenbach immer wieder beauftragen, wenn wir einen Auftrag bekommen, der wie bei diesem Kirchenprojekt ein 3D-Aufmaß notwendig macht.“

Mit Dienstleister Fachkräfte kompensieren

Lutz Langer, Geschäftsleiter von Langer Metallbau aus dem niedersächsischen Bad Fallingbostel setzt ebenfalls auf das Know-how des Dienstleisters. „Wir beauftragen Herrn Rechenbach für Neubau- und Bestandsobjekte und Konstruktionen, die die Möglichkeiten eines ‚herkömmlichen‘ Aufmaßes nur sehr aufwendig oder gar nicht hergeben, z. B. Rund- und Korbbögen oder Elementkonturen mit einer komplexen Geometrie“, sagt er. Vor dem 3D-Laserscan erfolgt eine Abstimmung für die für den Metallbauer relevanten Messpunkte. Nach dem Scan erhält er CAD-Zeichnungen im Dateiformat DWG mit Punktwolken, Koordinaten und Referenzpunkte sowie Fotos, aus denen die 3D-Kontur des Objektes hervorgeht. Die Weiterverarbeitung erfolgt in Langers Team mit AutoCAD von Autodesk sowie Athena von CAD-Plan. Alles findet in enger Abstimmung und Kommunikation mit dem Dienstleister statt, bekräftigt Langer. Warum er selbst (noch) kein 3D Aufmaß macht, begründet er so: „Unser Aufgabenbereich im Metallbau nimmt jährlich an Komplexität zu. Gleichzeitig sind auch wir vom allgemeinen Facharbeiterbedarf, trotz Ausbildung im eigenen Haus, geplagt. Bei einem Laserscanner gehen wir von Anschaffungskosten von einem höheren vierstelligen bis mittleren fünfstelligen Bereich aus. Wobei die Investition dann noch keine Schulungskosten für mindestens zwei bis drei Mitarbeiter beinhaltet. Daher greifen wir bei einem so existenziellen Thema wie dem Aufmaß sehr gerne auf die Fachkompetenz und Erfahrung von Profis und Spezialisten zurück. Damit können wir auch gegenüber unserem Auftraggeber eine Dokumentation durch eine zweite Partei vorweisen.“ Ob sich eine eigene Investition lohnt, hängt seines Erachtens auch stark von der Unternehmensphilosophie ab. „Bin ich im Bereich, Neubau, Sanierung, Deckmalschutz oder Vorhangfassadenbau etc. unterwegs – je komplexer die Aufmaße, desto sinnvoller die Investition bzw. Inanspruchnahme der Dienstleistung“, fasst der Metallbauer aus Bad Fallingbostel zusammen.

Im Vergleich: 3D-Laserscanner und 3D-Messsystem

BLK360:

¬ Reichweite: 0,6 bis 60 m

¬ Gewicht/Abmessungen: 1 kg / 165 mm Höhe × 100 mm Durchmesser

¬ Messrate: 360.000 Punkte/Sek.

¬ Laserklasse: 1

¬ Weniger als 3 Minuten für einen Scan mit vollem Sichtfeld (in Standardauflösung) und die Erzeugung eines sphärischen Bildes mit 150 MP

¬ HDR und Wärmebildtechnik

¬ 3D-Lagegenauigkeit in mm: ± 6 mm auf 10 m, ± 8 mm auf 20 m

¬ Genauigkeit/Reichweite in mm: ± 4 mm auf 10 m

https://leica-geosystems.com/de-de/products/laser-scanners/scanners/blk360


Focus M 70:

¬ Reichweite: 0,6 m bis 70 m

¬ Gewicht/Größe: 4,2 kg / 230 x 183 x 103 mm

¬ Messrate: bis zu 488.000 Punkte/ Sek.

¬ Laserklasse: 1

¬ bis zu 165 Megapixel HDR

¬ Systematischer Distanzfehler: ±3 mm auf 10 m

¬ 3D-Lagegenauigkeit in mm: k.A.

¬ Vor-Ort-Registrierung in Echtzeit: k.A.

Focus S 70

¬ Reichweite: 0,6 m bis 70 m

¬ Gewicht/Größe: 4,2 kg / 230 x 183 x 103 mm

¬ Messrate: bis zu 976.000 Punkte/ Sek.

¬ Laserklasse: 1

¬ bis zu 165 Megapixel HDR

¬ Systematischer Distanzfehler:  ± 1 mm auf 10 m

¬ 3D-Lagegenauigkeit in mm: ± 2 mm auf 10 m, ± 3,5 mm auf 25 m

¬ Vor-Ort-Registrierung in Echtzeit: ja

https://www.faro.com/de-de/produkte/bausektor-bim-cim/
faro-focus/

3D Flexijet

¬ Reichweite: 0,05 bis 100 m

¬ Gewicht/Größe: 5 kg / 370 x 170 x 175 mm

¬ Messrate: 60 Punkte/Min.

¬ Messsystem: Tachymetrie

¬ Funktionen: Schocksensor, Zielwahl per Fadenkreuz (Kamera) möglich

¬ Besonderheiten: 3D-Aufmaß direkt im CAD, automatische Messreihen, integrierte Kamera und Touchdisplay

https://www.flexijet.info/produkte/flexijet-3d/

(Auswahl; Angaben ohne Gewähr)

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