Scansione Ottica 3D. La tecnologia PLS

La nostra tecnologia di scansione ottica 3D appartiene alla classe delle tecniche di triangolazione a proiezione di luce strutturata.
La proiezione di luce strutturata o PLS è l'evoluzione a campo intero delle tecniche basate su laser: la PLS acquisisce infatti in parallelo anche milioni di punti quando i laser compongono la nuvola di punti attraverso l'acquisizione di punti singoli o profili.
I tempi di misura sono molto contenuti: da 1 a 5-6 secondi a seconda della risoluzione dello scanner. Nella sua versione più semplice la rilevazione dei punti è ottenuta per intersezione fra le direzioni di proiezione generate con un proiettore e quelle di acquisizione entranti nella telecamera. Il risultato di scansione è una immagine di profondità o "range image" che contiene le coordinate dei punti ed eventualmente anche il loro colore.

Modello fisico di partenza

Range image

Insieme di range image

Il procedimento di scansione prevede l'acquisizione di diverse range image come fossero n istantanee dell'oggetto, fino a coprire l'intera sua superficie. L'oggetto o lo scanner sono spostati liberamente ed il sistema di riferimento coerente è recuperato tramite tecniche avanzate di elaborazione 3D di tipo automatico o basate sulla forma dell'oggetto.

Allineamento automatico

La nostra tecnica automatica fa uso di marker posizionati sulla superficie dell'oggetto: durante la scansione il software riconosce la loro posizione, li mette in corrispondenza con quelli delle scansioni precedenti e rototrasla la nuova scansione nella corretta posizione. Ne risulta una automatica ed estremamente rapida composizione della forma dell'oggetto.

Allineamento basato sulla forma

Quando la tipologia di oggetto non si presta all'uso dei marker, come è nel caso di forme artistiche, è possibile ricorrere alla tecnica di allineamento basate sulla forma che, come dice il nome stesso, incastrano le acquisizioni sfruttando la geometria ricca di dettagli dell'oggetto stesso. La ricchezza di particolari inoltre avvantaggia la precisione di questa tecnica.

Generazione di mesh triangolari

Al termine dell'allineamento il software da noi sviluppato è in grado di trasformare le range image acquisite in una mesh a triangoli. La mesh è un formato già utilizzabile per produrre delle copie dell'oggetto di partenza per fresatura diretta o prototipazione rapida. Può essere l'input anche di un analisi agli elementi finiti. Il software consente anche di editare la mesh applicando tecniche di lisciatura, chiusura di buchi, estrazione di sezioni e miglioramento di contorni.

Generazione di superfici, modellazione CAD e verifica dimensionale

Il passaggio verso la progettazione CAD e la verifica dimensionale è aperto a numerosi applicativi specializzati. Noi consigliamo Geomagic Studio© e Geomagic Qualify© che sono altamente integrati con i nostri scanner e possono essere acquistati in bundle.

Campi Applicativi

Codesign

La scansione ottica 3D è utilizzata con successo per la creazione dei modelli CAD di numerosi prodotti di design che presentano superfici non realizzabili con facilità mediante la sola progettazione diretta a CAD (vd. casco motociclistico a lato).

Per arrivare ad ottenere il progetto e l'industrializzazione del prodotto si parte da un modello fisico che riproduce il "design" del prodotto in fase di realizzazione. Ancora oggi è infatti più facile apportare sul modello fisico le modifiche necessarie a incontrare il gusto del mercato.

Per realizzare il progetto CAD che consente di approntare gli stampi per la produzione in serie viene effettuata la scansione ottica 3d che realizza un modello digitale avente tutte le caratteristiche e dimensioni dell'oggetto di partenza.

La scansione è la base per la successiva ingegnerizzazione con un modellatore CAD.

Settore automobilistico

Ecco alcuni esempi in campo automotive:

Cerchione automobilistico

Paraurti

Particolare di carrozzeria

Particolare motociclistico

Stampi
La scansione ottica trova largo impiego per la produzione di stampi di nuovi prodotti.
E' altrettanto vero che alla fine della vita di uno stampo il più delle volte non esiste alcun modello matematico che ne consenta un suo rifacimento. Anche in queste situazioni la scansione ottica consente in tempi rapidi di produrre un modello CAD fedele all'impronta stampante dello stampo esausto, con l'eliminazione dei difetti di invecchiamento eventualmente presenti.
Ecco alcuni esempi di scansione utilizzati per produrre spampi in svariati settori produttivi:

Impronta di maniglione

Particolare per elettrodomestico

Manico per padella

Smontagomme

Prototipazione Rapida

La scansione ottica 3D consente di produrre molto rapidamente modelli STL per la prototipazione rapida. Questo consente di avere degli efficaci prototipi per la presentazione in fiera dei propri

prodotti ancora prima della loro produzione in serie.

Applicazioni ai Beni Culturali

Nell'estate del 2001 uno scanner 3DShape è stato impiegato dallo staff del Laboratorio di Optoelettronica della facoltà di Ingegneria di Brescia per operare dei rilievi 3D sulla statua Vittoria Alata custodita nel Museo di Santa Giulia della stessa città.
Un risultato del lavoro svolto è mostrato nella figura mostrata qui sopra.

Per informazioni chiama il numero verde gratuito