Cosa è e a cosa serve lo scanner 3D

La scansione 3D e’ il processo che permette di catturare la forma superficiale di un oggetto e visualizzarlo in 3D. Grazie a questo processo è possibile ottenere non solo le misure esatte dell’oggetto reale ma anche la sua digitalizzazione.

Gli scanner 3d per funzionare richiedono l’utilizzo di un software di scansione, il software è la parte che oggi si sta sviluppando maggiormente ed a permesso alla scansione tridimensionale di entrare nel mercato.

Ci sono tre tecniche di scansione:

  • A luce strutturata
  • Laser
  • Fotogrammetria

I laser scanner sono dispositivi capaci di emettere un impulso elettromagnetico (il laser) e di ricevere il segnale riflesso, misurando l’intervallo di tempo trascorso e quindi la distanza tra lo strumento ed il punto rilevato.

La luce strutturata calcola la Triangolazione ottica: per scansioni di alta risoluzione di oggetti posizionati da 0,2 m a 25 m.

La fotogrammetria è l’unione di più foto fatte da diversi punti di vista.

Tutti questi sistemi formano delle nuvole di punti che, situati nelle assi cartesiane (x,y,z), descrivono la superficie dell’oggetto scansionato.


Ad oggi i suoi campi di applicazione sono:

  • Archeologia
  • Architettura
  • Ingegneria
  • Topografia
  • Beni Culturali
  • Modellazione industriale
  • Navale
  • Forense
  • Dentale
  • Medicale

faro-reality-training-results-aras-360Nel settore delle costruzioni può servire per la documentazione di siti storici o per stabilire un punto di riferimento dell’esistente in modo da rilevare cambiamenti strutturali derivanti dall’esposizione a carichi estremi come terremoti o incendi.

Come documentazione forense, in questo senso la scansione 3D è già usata dal FBI per documentare scene del crimine o ricostruire incidenti.

Turismo in remoto, l’ambiente in un luogo di interesse può essere catturato e trasformato in un modello 3D. Questo modello può essere esplorto dal pubblico.

3dprinting2Il patrimonio culturale, ci sono stati molti progetti di ricerca intrapresi tramite la 
scansione di siti storici e manufatti, sia per scopi di documentazione che di analisi.
L’uso combinato di
scansione 3D e di stampa 3D  consente la replicazione di oggetti reali senza l’uso di tecniche di rilievo tradizionali che in molti casi può essere troppo invasiva per essere eseguita su preziosi o delicati artefatti culturali.

 

Nei processi di progettazione si possono sostituire parti mancanti o desuete.

La digitalizzazione di oggetti è di vitale importanza per varie applicazioni come i dimensionamenti.

All’interno di processi altamente automatizzati, le geometrie dei pezzi vengono create direttamente dalle macchine ma se vi sono incertezze o variazioni si creano dei pezzi non conformi, il rilievo di alcuni pezzi sensibili possono ridurre questo tipo di errore.

Il reverse engineering, lo scanner 3D può essere utilizzato per modificare le geometrie e creare oggetti che non esistono più o per “upplodare” (aggiornare) l’hardware.

Nello spettacolo gli scanner 3D sono utilizzati per creare modelli 3D per film e videogiochi. In scenografia si creano anche dei modelli con una scala differente da quella reale grazie a macchine a controllo numerico o alle macchine a produzione additiva.

424871_1276383541_origIn medicina lo scanner 3D è utilizzato per catturare la forma 3D di un paziente. Software
CAD / CAM vengono poi utilizzati per progettare e fabbricare il
ortesi , protesi o impianti dentali .

Per saperne di più Vi invitiamo Venerdì 27 gennaio ore 18.00 presso il nostro ufficio in via di Canneto 23/1, Genova o a contattarci all’indirizzo mail: a.musso@astrati.eu per prendere un appuntamento.

 

Breve storia dello scanner 3D

Premessa

Enrico arriva in ufficio con una valigetta bianca di cartone, la apre con molta cautela, gommapiuma nera ondulata, plastica trasparente, manuali di istruzioni, fili di collegamento e di alimentazione, gommini di rilevamento e un “coso” bianco e nero a tre occhi che sembra una maniglia o una grossa spara-punti. Enrico collega i fili al computer più potente dell’ufficio e i tre occhi si illuminano di una luce bianca e viola.

  • Cosa scansioniamo?

La scansione 3d è il processo che permette di catturare la forma della superficie di un oggetto nello spazio tridimensionale  e visualizzarlo in 3d. Grazie a questo processo e’ possibile ottenere non solo le misure esatte dell’oggetto reale ma anche la digitalizzazione di tutte le sue parti.

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Corro nella ghiacciaia (ovvero la sala riunioni) e cerco oggetti di media grandezza: Una testa in gesso di ragazzo, una statuina di una contadinella in ferro, una grossa stella marina, una pigna, una balaustra in legno mangiata dai tarli, il mio monopattino, un bicchiere di plastica bianca accartocciato.

La testa in gesso (nostro primo modello per il precedente scanner) viene magnificamente e velocissimamente, appena la luce bianca accarezza  la sua superficie marroncina sullo schermo del computer compare la sua immagine tridimensionale. A lato della testa, sullo schermo ci sono i vari indici di precisione, distanza dello scanner dalla testa, ecc…

La scansione è venuta benissimo ma la testa del ragazzo è sempre brutta, sia dal vero che in 3D!

La statua in ferro della contadinella e il mio monopattino vengono scartati: sono neri e riflettenti.

  • Si possono fare ma dobbiamo trattare le superfici.
  • Cioè?
  • Niente di terribile, solo un po’ di spray fatto apposta per opacizzarli.
  • Sul mio monopattino?
  • Sulla mia statuina?024_-003_balaustrina_2017-jan-13_12-14-27pm-000

Chi fa l’ultima domanda è Silvia, l’architetta che lavora nella stanza affianco alla nostra, la statuina è sua.

  • Guardate che poi si toglie lo spray, ma tanto adesso non li facciamo, cerchiamo cose più semplici.
  • La pigna? La stella marina?
  • Facciamo la balaustra tarlata!

 

Storia

marianomoreno-19051Il primo processo assimilabile alla scansione è la fotoscultura. Essa fu inventata da Francois Villème nel 1860, quando utilizzò la proiezione in uno schermo di 24 lastre fotografiche (usando il metodo della lanterna magica) e un pezzo di creta venne grossolanamente modellato attraverso un pantografo. Tale metodo fu abbandonato nel 1867 a causa degli elevati costi.

Bisogna arrivare al 1968 perché uscisse sul mercato il primo scanner che utilizzava proiettori e telecamere.

Nel 1985 viene introdotta la tecnologia laser combinata alla luce bianca.

Ma il vero motivo per cui la scansione si è sviluppata è l’evolversi dei software: la potenza di calcolo è riuscita ad unire scansioni composte da milioni di punti, senza duplicati o dati in eccesso in poco tempo.

All’inizio degli anni 2000 la scansione è diventata un mezzo sempre più potente e preciso.

Siamo ancora distanti dall’immagine futuribile del replicatore, la componente umana di controllo e di correzione degli errori è ancora presente, soprattutto se si vuole fare una ricostruzione delle geometrie per creare delle modifiche.

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Per parlare di questo ma soprattutto per vedere dal vivo uno scanner 3D e toccarne con mano le sue potenzialità

vi invitiamo nel nostro ufficio in via di Canneto il Lungo 23/1 a Genova: Venerdì 27 gennaio 2017 dalle ore 18.00 alle ore 20.00 avrà luogo un nuovo appuntamento additivo

per farvi conoscere la scansione tridimensionale, cosa è e a cosa serve.

Ingresso gratuito previa prenotazione: info@astrati.eu

Evento Facebook: https://www.facebook.com/events/1849832695232752/

 

A COSA (NON) SERVE LA STAMPA 3D- Tre racconti brevissimi.

Tende Ikea e Porschefrecce-porsche

Un giorno mi suona il telefono.

  • Vengo da voi, a che altezza siete?
  • Dietro la cattedrale San Lorenzo, altezza Ham, l’hamburgheria.

Suona il citofono, era qua sotto.

  • Mi si è rotto questo.

Chi parla è un signore sui sessant’anni, sorridente e brusco. Tira fuori da un fazzoletto un coso in plastica con tre archi, grandezza approssimativa 4 cm, spessore uno, colore beigetto

  • Che cosa è?

Chiedo prendendolo sul palmo della mano, potrebbe essere qualunque cosa.

  • E che funzione ha?

Ho imparato in questo primo anno di lavoro con la stampa 3D che la gente arriva sottoponendoti le cose più assurde e si dimentica di dirti tipo: che va in forno o che deve sostenere un carico da 2 tonnellate.

  • Funzione poca, penso che serva a fermare la tenda e a non farla uscire dal binario.

Inizio a tremare.

  • Tenda?
  • Naturalmente quando si rompe il pirollo della tenda Ikea? Quando la tenda è uscita di produzione da 6 mesi!

Ripercorro con la memoria i prezzi delle tende Ikea ma per quanto riesco a sforzarmi i prezzi stampati nel catalogo Ikea  della mia memoria non arrivano oltre i 40 euro (n.b. il catalogo Ikea  della mia memoria non è affidabile, per indicazioni più precise sui prezzi delle tende consultare il catalogo on-line al sito www.ikea.com).

La prendo alla distante.

  • Sa, noi potremmo anche stamparle questo pezzo, senza problemi ma vede: il prezzo minimo minimo per accendere la stampante è di almeno 50 euro, faccia anche 70 euro, perché anche solo a stamparle questo pezzettino ci vuole qualcuno che carichi la stampante apposta per lei, poi le rifinisca il pezzo, gli faccia i tre trattamenti di cui ha bisogno per essere utilizzabile. C’è una macchina che lavora ma molto deve fare ancora l’uomo.
  • Ma io pensavo che avendo il pezzo originale…
  • Questo è un altro passaggio, lei ha il pezzo originale ma la macchina, la stampante 3D per poter funzionare deve leggere un disegno tridimensionale, un STL per la precisione e quindi ci vuole anche qui un cristiano che disegni il pezzo e che prima ancora rilevi tutte le misure.
  • Quindi alla fine quanto mi costa?
  • Ecco, io non credo meno di 100/ 120 euro. Non credo che ne valga la pena, con quel prezzo si compra una tenda nuova.
  • Anche più di una.
  • Mi dispiace, vede abbiamo già fatto lavori di questo tipo ma per cose che avevano un prezzo di partenza più rilevante come: ingranaggi in plastica di una Ferrari alluvionata o la freccia di posizione di una Porsche da collezione o…
  • Quando avrò una Porsche verrò da lei!

Il signore sorridente ma brusco fa per andarsene, ci ripensa, torna indietro:

  • Ma ho visto su internet che a Milano fare dei pezzi così costano 6 euro!
  • Non credo che abbiano la definizione che a lei serva e comunque dubito che le facciano la scansione e la stampa per questo prezzo.

E per avvalorare la mia tesi gli mostro un pezzo stampato a 300 micron, un pezzo in fdm tutto assalsicciottato di colore giallo.

  • Quindi non è possibile?! Arrivederci!

E se ne va. Chiudo la porta dopo avergli acceso la luce nelle scale.


Quando la stampa 3d è la soluzione

stendinoUn giorno mi manda una mail dal sito, www.astrati.eu, un signore che mi manda un stl con la richiesta di preventivo, come sempre gli chiedo che cosa è e a cosa serva, non sia mai che sia una rotula da impiantare a un cane o un attrezzo da usare in altoforno.

  • No, no, è un pezzo di uno stendi biancheria.

Ripasso mentalmente il mio catalogo da ferramenta e oggetti per la casa della mia memoria, il prezzo di uno stendibiancheria normale intero e nuovo sicuramente è minore della sola stampa.

  • Scusi, ma quanto costa nuovo?
  • 55 euro.
  • Può ancora comprarlo, non è fuori produzione?
  • Non lo so se proprio questo c’è ma se non fosse questo mi andrebbe bene anche un altro.

Lo sapevo, tremo, sudo freddo, un preventivo inutile, come glielo dico che è meglio che si compri lo stendino nuovo e non si metta a stampare alcunché?

  • Se vuole un mio consiglio si compri uno stendino nuovo, anche solo stampare un pezzo le costa di più.
  • Ma il mio stendino è murato e ho appena fatto imbiancare le pareti. Quanto costa? 50, 60 euro? Mi costa meno che chiamare un muratore che mi smuri lo stendino, lo rimuri e mi ridia il bianco.
  • Mi ha convinto, mi dia il file che glielo stampo!

Come recita uno dei nostri innumerevoli slogan: quando la stampa 3d è la soluzione.


Scatole di cartone 3D

scatola-cartoneMi suonano alla porta dell’ufficio.

  • Salve.
  • Stampate in 3D?
  • Sì, anche. Forniamo anche consulenza per la scansione, la modellazione e la scelta della tecnologia più adatta e dei materiali più consoni.
  • Io ho inventato un gioco di carte e mi serve la scatola.
  • Bene, la scatola che funzione deve avere?
  • Di scatola.
  • Le faccio vedere come vengono le scritte sia in rilievo che scavate.
  • No, no, grazie, deve essere liscia perché devo poterci attaccare gli adesivi.
  • Scusi ma non sarebbe meglio che la facesse in cartone.
  • Quello che voglio! Ma per fare le matrici mi hanno chiesto 300 euro!
  • E lei pensa che in 3D le venga a costare di meno? Perché?

Non risponde.

  • Le costruiscono le matrici su misura per lei! 300 euro non mi sembra caro.
  • Mi faccia il preventivo per un centinaio di scatole in 3D.
  • Ma non le conviene vedere se ne esistono già fatte su internet?
  • Non ne sono capace, mi fa il preventivo?

Lo so che tanto il preventivo sarà superiore ai 300 euro…

  • Non può prendersi una scatola in acetato già esistente e modificare la forma delle sue carte?

  • In generale

Mi dice un mio amico col quale mi lamento.

  • In generale la gente non è più abituata a far fare le cose ma è abituata a comprare cose fatte in serie. Non riescono ad apprezzare il valore dell’oggetto fatto su misura. E il fatto che si produca con  materie plastiche li riporta erroneamente subito alle grandi produzioni cinesi con costi e tempistiche connesse. Il fatto che poi dietro una produzione personalizzata ci sia del personale che deve dedicare  il suo lavoro  a quel singolo pezzo rende la produzione additiva più vicina all’artigianato che all’industria. Con anche i suoi rischi di sperimentazione e di prova. Infine, spesso, il privato non conosce i costi e i vari processi di produzione. Il suo atteggiamento è sempre quello di chi va da ferramenta.
  • Meno male che ci sono anche quelli che hanno gli stendini murati.