La sede di Intercar Spa a Soliera (Modena)
La provincia di Modena e le zone confinanti, in particolare Bologna e Reggio Emilia vengono ricordate in tutto il mondo come patria dei motori ma non solo; sono presenti realtà che operano nel settore automobilistico, in particolare studi di design specializzati nella realizzazione di prototipi, allestimenti e carrozzerie per veicoli speciali. Una di queste aziende è Intercar Spa di Soliera (MO). Nata nel 1993 Intercar vanta un lunga esperienza nel campo dei carrozzati speciali, come camper, autobus e veicoli sportivi. Nel corso degli anni l'esperienza acquisita ha permesso di fondare, nel 2000, anche uno speciale reparto per lo studio e la costruzione di prototipi, denominato Intercar Design. All'interno di questo speciale reparto, lavorano, fianco a fianco, tecnici specializzati, designers, abili artigiani e persino stagisti neo-laureandi per la Laurea Specialistica in Ingegneria del Veicolo dell'Università di Modena e Reggio Emilia. Per ogni nuovo oggetto progettato, il processo di creazione si svolge totalmente all'interno dell'ufficio tecnico di Intercar. Dal primo bozzetto di stile, sino ai veri disegni di progetto, con il modello matematico completo della nuova carrozzeria che, per mezzo di una macchina utensile a 5 assi, può dare facilmente forma al modello finale in scala reale 1:1. Ma, anche in questo caso, si tratta pur sempre solo della prima fase del progetto. Infatti, gli stessi tecnici e designers che, insieme hanno dapprima collaborato a studio e definizione di ogni dettaglio progettuale, continuano in seguito a lavorare fianco a fianco, confrontandosi direttamente con gli abili artigiani che danno vita al primo, vero, prototipo funzionante della nuova vettura
Recentemente Intercar Spa ha introdotto all'interno del proprio ufficio tecnico alcune nuove tecnologie che hanno permesso di migliorare ulteriormente il flusso di lavoro della definizione dei prototipi e dei modelli matematici realizzati mediante l'ambiente Cad. Grazie al sistema
Optical RevEng QUAD, ovvero una soluzione completa per digitalizzazione 3D che comprende un sistema ottico a luce strutturata che si complementa con diversi software Cad per il Reverse Engineering, Intercar Service ha migliorato le fasi della progettazione di veicoli speciali. REFORM 3D è quindiun sistema di acquisizione ottica 3D che aiuta i progettisti a migliorare la delicata fase di ricostruzione delle superfici offrendo la possibilità di definire i particolari di stile e meccanici appoggiandosi a modelli 3D precedentemente digitalizzati. I passaggi principali per dar corso a questa attività si possono riassumere in tre fasi distinte:
- 1 Acquisizione dell'oggetto tramite Scanner 3D
- 2 Importazione STL, editing e modifica dell'oggetto tramite software CAD
- 3 Creazione del prototipo tramite una macchina a controllo numerico
La 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 rispetto alle tecnologie basate su laser che compongono la nuvola di punti attraverso l'acquisizione di punti singoli o profili. I tempi di misura del sistema Optical RevENG sono molto contenuti: a seconda della risoluzione dello scanner la singola acquisizione avviene in meno di 5 secondi. La rilevazione dei punti è ottenuta per intersezione fra le direzioni di proiezione generate con un proiettore e quelle di acquisizione entranti nella telecamera. Grazie a questa tecnologia è possibile effettuare misurazioni che variano da alcuni millimetri quadrati sino ad arrivare ad alcuni metri quadrati.
Il risultato di scansione è una immagine di profondità o range image che contiene le coordinate dei punti ed eventualmente anche il loro colore.
Nuvola di punti
Per unire tra loro le varie scansioni si può fare uso di Markers posizionati in modo casuale sulla superficie dell'oggetto, in questo caso la carrozzeria dell'automobile: 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 un'automatica ed estremamente rapida composizione della forma dell'oggetto. Nel caso in cui l'oggetto da digitalizzare risulti troppo piccolo è possibile adottare un altro tipo di allineamento basato sulla forma (best fitting) che, come dice il nome stesso, permette di allineare tra loro le acquisizioni sfruttando la geometria ricca di dettagli dell'oggetto stesso. La ricchezza di particolari inoltre avvantaggia la precisione di questa tecnica. A scansione ultimata l'oggetto rilevato può essere coinvolto in operazioni di editing come la chiusura dei fori rispettando la continuità dei bordi, decimazione dei punti e lisciatura della superficie. Tutte queste operazioni si realizzano tramite il software di gestione, fornito assieme al sistema di scansione. L'oggetto risultante viene salvato in seguito nel formato STL ed è pronto per essere inviato alla stampante 3d oppure su un centro di lavoro CNC a 3, 4 e 5 assi. Lo scanner 3D Optical RevENG viene prodotto con campi di misura preconfigurati che, come sottolineato precedentemente, permettono di acquisire sia oggetti molto piccoli che particolari grandi come portiere, paraurti e cofani. Il software fornito assieme allo scanner 3D si incarica di allineare coerentemente le misure acquisite pertanto è possibile digitalizzare l'intera carrozzeria di un automobile unendo di volta in volta le varie parti. L'allineamento è completamente automatizzato; Per gestire l'attività di scansione un'autovettura i tecnici di Intercar dispongono in modo casuale, direttamente sulla carrozzeria, tutta una serie di Markers adesivi di forma circolare
Digitalizzazione 3D di una Citroen C5
Grazie all'apporto di questo sistema è possibile spostare senza particolari problemi la testa ottica (montata su un supporto adeguato) in modo da acquisire progressivamente le varie parti dell'automobile. Il risultato di queste operazioni sarà una nuvola di punti che potrà essere salvata nel formato universale ST
Il risultato che si ottine a seguito della scansione 3D è un file STL
Prima di dotarsi della tecnologia a luce ottica strutturata, e per ottenere una serie di curve e profili dell'autovettura, Intercar ha sfruttato per diverso tempo un sistema di acquisizione basato su un tastatore meccanico a contatto a 5 assi. Ogni curva e/o profilo dovevano essere rilevati singolarmente tastando manualmente la carrozzeria in modo da ottenere una gabbia di curve che una volta importate nell'ambiente di progettazione cad sarebbero state la base per generare una o più superfici Nurbs. Questo sistema si è rilevato piuttosto scomodo e comunque meno preciso e risoluto di una normale scansione ottica 3D. Tornando al presente, Il file STL ricavato dalla scansione 3d ottica viene importanto nell'ambiente Cad ThinkDesign che in abbinamento al modulo
Reshape, permette di effettuare un Reverse Engineering preciso, lavorando direttamente sulla mesh poligonale STL
La matematica Cad ricostruita grazie al modulo Reshape di ThinkDesign
Disporre di un sistema di Reverse Engineering integrato in ThinkDesign, ovvero un programma Cad parametrico che lavora in modo ibrido sia su superfici che su solidi, permette di ridefinire una matematica topologicamente corretta adottando tecniche Cad di modellazione mista. Questo sistema di Reverse Engineering è stato pensato per risolvere le esigenze degli uffici tecnici che devono importare e gestire in ambiente CAD i file ottenuti tramite operazioni di digitalizzazione 3D di modelli fisici, per poi operare nell’ambito della prototipazione rapida, design review, analisi ad elementi finiti e inspection. L'obiettivo primario del modulo Reshape è quello di aiutare tutte quelle aziende che sono coinvolte nel settore automobilistico, trasporti, stampi e prototipazione rapida in modo da poter elaborare una forma tridimensionale in tempi rapidi e con la dovuta qualità in uscita delle superfici
Presentazione fotorealistica del modello ricostruito tramite Cad
Dal 2009, Intercar Srl, a completamento del processo evolutivo, ottiene la certificazione ISO 9001-2000 con il RINA e consolida in tal modo la propria capacità di garantire la qualità dei prodotti da lei costruiti. In conclusione, questa soluzione per la scansione ottica e il reverse engineering viene incontro a tutte quelle realtà produttive che operano nel settori del design e produzione automobilistica. La linea degli scanner ottici è piuttosto ampia in quanto sono previsti campi di misura che vanno dai 60 mm fino ai 500 mm, con due o quattro ottiche che lavorano in modalità stereo. Le risoluzioni di questo sistema di scansione ottica variano dai 10 micron fino ai 30 micron, in funzione del campo che si desidera utilizzare. L'ambiente di modellazione ThinkDesign, abbinato al modulo Reshape è una soluzione professionale che permette di ottenere superfici di qualità a partire da mesh STL. Il sistema Optical RevEng QUAD è distribuito, assieme a ThinkDesign, da Effebi Soluzioni Cad Cam. Per informazioni riguardo questa soluzione per il reverse engineering potete fare fare riferimento al sito web www.superfici3d.com
