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Scanner 3D Portatile: la libertà a portata di mano

5 vantaggi per poter scegliere uno Scanner 3D portatile di V-GER

5 vantaggi che ti faranno scegliere uno scanner 3D portatile

Trovare il giusto sistema di scansione 3D per l’applicazione che ci interessa, è il risultato di molteplici valutazioni.

Gli scanner 3D possono essere fissi o portatili, e sono utilizzati per rilevare e misurare oggetti reali e avere così un modello 3D digitale, che può essere utilizzato per diverse applicazioni, come la modellazione 3D, il reverse engineering, la stampa 3D, il controllo dimensionale o controllo qualità.

Ogni tipologia di strumento di digitalizzazione 3D è più o meno adatto a specifiche applicazioni, ma ci sono alcuni vantaggi innegabili nella scelta di uno scanner 3D portatile che è interessante valutare.

In questo articolo faremo un confronto tra scanner 3D portatili e scanner 3D fissi. In particolare, analizzeremo scanner 3D portatili metrologici e sistemi di misura 3D fissi come ad esempio quelli a braccetto con tastatore e/o testa di scansione 3D. Vedremo i diversi settori di applicazione e quando è preferibile utilizzare un sistema che sia anche metrologico.

I sistemi di tastatura montati su braccetto articolato o i sistemi CMM (coordinate measuring machines) sono forse i primi sistemi di misura conosciuti, molto performanti dal punto di vista dell’accuratezza, ma più lenti nell’acquisire la forma degli oggetti, perché rilevano i singoli punti delle superfici toccandoli con una sonda a contatto: ad ogni tocco della superficie da parte dell’operatore corrisponderà un punto rilevato.

Esistono sistemi di misura a braccetto che montano scanner 3D ottici come testa di misura, abbinati o meno con sonde a contatto.

Questi sistemi sono sicuramente più innovativi dei precedenti, ma comunque continuano a avere l’enorme svantaggio di essere apparecchiature più ingombranti e meno maneggevoli, di utilizzo meno rapido e con risultati a volte incompleti.

Oggi invece, si possono ottenere risultati di qualità comparabili a quelli restituiti dai sistemi di tastatura in termini di precisione eaccuratezza, anche con strumenti di scansione 3D portatili, ma con ulteriori enormi vantaggi, che andremo adesso a vedere.

 

I vantaggi di uno scanner 3D portatile

Ecco allora quali sono i principali vantaggi che ti faranno scegliere uno scanner 3D portatile:

  • Area di scansione più ampia e nessun limite alle geometrie misurabili,
  • Totale libertà di movimento,
  • Più velocità e alte prestazioni,
  • Formazione facile e veloce,
  • Risparmio sui costi dello strumento e sui costi di esecuzione del lavoro.

 

Scanner 3D portatile o a braccetto di V-GER

Scanner 3D portatili vs scanner 3D fissi a braccetto o CMM

 

1. Area di scansione più ampia e nessun limite alle geometrie misurabili

Gli scanner 3D portatili non presentano alcun limite nel rilevamento di qualsiasi tipo di forma e superficie, poiché sono in grado di ricostruire dettagliatamente qualsiasi geometria che possa essere raggiunta dalla luce da essi proiettata.

Al contrario, i sistemi di misura per contatto sono poco performanti su superfici a forma libera (le cosiddette superfici free form), poiché la loro acquisizione avviene punto per punto, e può avvenire in maniera agevole solo su superfici con forme regolari.

Questo svantaggio può a volte essere superato utilizzando braccetti di misura che montano teste di scansione 3D ottiche, ma permangono tutti i limiti che vedremo di seguito.

L’area di scansione che uno scanner 3D portatile può coprire è più ampia e teoricamente infinita, mentre quella rilevata da un sistema di scansione per contatto o anche ottico ma collegato a un braccio di misura o a una struttura ancora più ingombrante come quella di una CMM, è invece pari solo a quella raggiungibile dal braccio articolato o dal mandrino su cui è montata la testa di misura.

Infatti, con uno scanner 3D portatile non a contatto si rilevano migliaia di punti contemporaneamente, e in una superficie più estesa, mentre con un braccio di misura possono essere acquisiti più lentamente una serie di punti.

Ad esempio il laser scanner 3D portatile 3D FreeScan X7 di Shining 3D può acquisire 480.000 punti al secondo, mentre lo scanner 3D portatile a luce strutturata EinScan Pro HD di Shining3D arriva anche a rilevare 3.000.000 punti al secondo.

Sistemi del genere hanno il vantaggio di consentire di catturare l’intera superficie bersaglio in tempo reale in un passaggio, passando lo scanner sull’oggetto e inquadrandolo come si farebbe con una semplice telecamera.

2. Totale libertà di movimento

Utilizzando uno scanner 3D portatile si ha un’ampia libertà di movimento, perché lo strumento è leggero e maneggevole e può essere mosso attorno all’oggetto da acquisire come fosse una semplice telecamera.

Oggetti grandi e ingombranti si possono acquisire velocemente ruotando intorno alla superficie che si vuole rilevare, senza bisogno di toccarla.

I sistemi di scansione 3D portatili in genere pesano meno di 1kg e possono essere utilizzati in diverse postazioni, e possono essere anche trasferiti in diverse sedi operative, riponendoli in una pratica valigetta per il trasporto a mano.

Al contrario, uno scanner 3D a braccetto è molto più ingombrante, ha una postazione fissa che richiede tempo e qualche difficoltà in caso sia necessario spostarlo. I sistemi CMM invece sono assolutamente impossibili da trasportare, perché hanno dimensioni importanti.

Le performance di un braccetto di misura inoltre, possono essere influenzate da eventuali vibrazioni del tavolo di riferimento su cui è montato, a meno che non si utilizzi un piano di riscontro.

3. Più velocità e alte prestazioni

Un sistema di scansione 3D ottico portatile può essere a luce laser oppure a luce strutturata. In entrambi i casi, si ha un’area di acquisizione che permette di rilevare centinaia di migliaia o addirittura milioni di punti in un solo passaggio.

Con l’utilizzo di software di scansione 3D avanzati, l’oggetto scansionato viene ricostruito in tempo reale, durante il processo di scansione 3D, e viene restituito sotto forma di mesh triangolare o nuvola di punti.

Un sistema di tastatura su braccio articolato, rileva invece solo i punti in cui la sonda a contatto tocca la superficie e, nonostante l’esperienza e la bravura dell’operatore, o la velocità della macchina, il processo di acquisizione avrà certamente tempi più lunghi per terminare il lavoro.

4. Formazione facile e veloce

Generalmente, gli scanner 3D portatili di ultima generazione sono di tipo “plug and play”. Questo significa che è sufficiente collegare lo scanner 3D tramite una porta USB al PC per avviarlo e iniziare subito a lavorare. Non bisogna aspettare affinché lo strumento si riscaldi e non è necessario allestire un set di lavoro per cominciare a rilevare l’oggetto in 3D.

Anche per questo gli scanner 3D, se di tipo professionale, sono generalmente molto facili da utilizzare, e gli operatori necessitano di alcune ora di formazione per imparare a fare scansioni 3D.

Imparare a utilizzare uno scanner 3D portatile è molto semplice e chiunque può essere formato per farlo.

La parte più complessa può invece riguardare la parte successiva del lavoro, che consiste nella rielaborazione e modifica del file 3D con software specifici.

È chiaro però che esistono molti trucchi del mestiere da imparare con l’esperienza, per far lavorare uno scanner 3D ottico portatile al meglio delle sue prestazioni.

5. Risparmio sui costi dello strumento e sui costi di esecuzione del lavoro.

Un fattore molto importante in produzione sono i costi della manodopera. A parità di costo del personale, il tempo utilizzato per realizzare una scansione 3D con un sistema 3D portatile è nettamente inferiore rispetto all’utilizzo di un braccetto, e pertanto le spese saranno più che dimezzate.

Ad esempio, con un sistema di scansione 3D portatile, per completare l’acquisizione del modello 3D di un oggetto di media entità, come una statuina di altezza 50 cm, si possono impiegare circa 3-5 minuti, mentre con un braccetto sono necessarie alcune ore, e questo fa lievitare notevolmente i costi di produzione.

Inoltre, i costi per l’acquisto di uno scanner 3D portatile, anche metrologico, sono notevolmente inferiori rispetto ai suoi competitor fissi a braccetto.

 

Le principali applicazioni dello scanner 3D portatile

Vediamo ora quali sono le applicazioni degli scanner 3D portatili e quando possono essere preferibili in confronto a scanner fissi

Arte, Beni culturali, Reperti Archeologici

In ambito artistico, la scansione 3D viene ampiamente utilizzata per creare cataloghi dettagliati dei reperti, per replicarli in modo esatto e fare accurati studi dello stato di conservazione, che diversamente non potrebbero essere svolti sui pezzi originali. I reperti storici infatti spesso non possono essere toccati e analizzati, perché estremamente fragili e delicati.

 

Scansione 3D Arte Beni Culturali Reperti Archeologici | V-GER

Scansione 3D di oggetti d’arte, beni culturali, reperti archeologici | V-GER

 

 

Uno scanner 3D portatile permette di acquisire ogni tipologia di reperti, anche quelli che non è possibile spostare. In questo caso, possiamo utilizzare uno scanner 3D a luce strutturata a colori, che può rilevare, in elevata risoluzione, sia la forma che il colore dei reperti.

Si potrà così ottenere una copia esatta in 3D di ogni manufatto, in tutte le sue peculiarità.

Uno scanner 3D portatile, grazie alla sua leggerezza e praticità, può essere facilmente trasportato in qualsiasi museo o galleria d’arte, senza necessità di allestire ampi spazi o attrezzature.

Guarda le funzionalità dello scanner 3D portatile EinScan Pro HD di Shining 3D

 

Meccanica, Industria, Aereospaziale

In questi settori, dove è richiesta velocità, accuratezza e standard di produzione elevati, uno scanner 3D metrologico è sicuramente uno strumento indispensabile.

Effettuata la rilevazione, con il file 3D si possono ricreare le matematiche dei componenti ottenendo un file CAD, fare prototipazione rapida ad esempio in stampa 3D, o si può per creare un archivio digitale sempre disponibile. Si può anche effettuare una misurazione dell’oggetto per l’elaborazione di analisi CAI (Computer-Aided Inspection) o CAE (Computer-Aided Engineering) e cioè per il controllo dimensionale, di qualità e per la simulazione numerica di processi reali.

Quando si parla di pezzi meccanici, componenti di precisione, parti o elementi che richiedono una accuratezza elevata è fondamentale utilizzare uno scanner 3D che sia anche un sistema di misura.

Se le macchine di misura più conosciute sono prevalentemente fisse, oggi c’è invece la possibilità di utilizzare scanner 3D metrologici portatili certificati, senza l’ingombro di un braccetto, con alti valori di accuratezza, fino a 20-30 micron.

In questo caso utilizzare uno scanner 3D portatile, specialmente in produzione, permette di ridurre drasticamente i tempi di verifica e controllo dimensionale. E può rivelarsi indispensabile anche per il reverse engineering.

Esempi altamente performanti sono le linee di laser scanner 3D FreeScan X e Freescan Trak di Shining 3D

In particolare nel controllo della conformità dei pezzi, questi scanner 3D portatili metrologici sono consigliabili per accelerare il processo di verifica ed evitare produzioni errate.

Effettuare velocemente un controllo a campione o anche sulla totalità dei pezzi prodotti è adesso possibile con tempi di lavorazione molto ridotti e risultati eccellenti, che permettono di arrestare immediatamente il processo appena dai controlli si evincono delle irregolarità e consentono una notevole riduzione degli sprechi. Quindi si otterrà una notevole riduzione di pezzi non conformi e anche un risparmio nella gestione e smaltimento degli scarti di produzione.

Il controllo può essere effettuato anche in linea, in pochi minuti e in maniera automatizzata.

 

Manifattura, Fonderie, Stampaggio

Nel settore manifatturiero e dello stampaggio, l’estrema maneggevolezza di uno scanner 3D portatile permette di ottenere il modello 3D di oggetti di qualsiasi forma e dimensione, velocemente e con ottime prestazioni.

 

Scansione 3D manifattura fonderia stampaggio | V-GER

Scansione 3D manifattura, fonderia, stampaggio | V-GER

 

Anche in questo caso è preferibile un sistema di misura metrologico che, mentre acquisisce il modello 3D, restituisce anche una misura che può così essere immediatamente analizzata.

Attraverso il reverse engineering, si possono poi ricostruire le matematiche CAD di stampi ormai usurati o di altri pezzi di cui non si hanno i disegni, ricreando i progetti originali 3D andati perduti o mai esistiti.

In queste applicazioni la maneggevolezza a la velocità di uno scanner 3D portatile sono indispensabili, e gli investimenti economici richiesti sono certamente inferiori rispetto ai competitor fissi a braccetto, mantenendo elevata la qualità del dato.

 

Body scanning, Protesi e altri prodotti su misura

Realizzare prodotti personalizzati e su misura, che si adattano perfettamente al corpo umano è sempre più facile grazie agli scanner 3D portatili. In questo caso uno strumento leggero e portatile è ideale perché rileva l’esatta forma del corpo, per modellare o creare parti perfettamente aderenti ad esso.

Con uno scanner 3D a luce strutturata o ibrido, in modo assolutamente sicuro per gli occhi e per il corpo, si può acquisire in 3D l’intera figura umana o anche solo alcune parti, come il braccio, la gamba o il piede, per creare protesi personalizzate, ausili o anche plantari su misura.

Uno scanner 3D perfetto per il body scanning è ad esempio il nuovissimo EinScan H, scanner 3D ibrido di Shining3D.

Un sistema portatile di scansione 3D permette inoltre di rilevare le forme per creare rivestimenti che aderiscono perfettamente come fodere per sedili, o coperture di auto.

La portabilità infatti permette di effettuare sia la scansione della carrozzeria esterna dell’auto, che dei sedili interni, senza necessità di smontare i particolari.

Dal file di scansione 3D si può ottenere la misura del tessuto di rivestimento e, una volta spianato il file 3D, si possono inviare direttamente i files alla macchina di taglio.

 

Scanner 3D portatile metrologico o sistema di misura a braccetto o CMM?

I sistemi di scansione 3D stanno migliorando e facilitando sempre più i processi lavorativi, in ogni step di gestione del ciclo di vita del prodotto.

Questo è ancora più vero se si pensa alle applicazioni in cui vengono impiegate le nuove generazioni di scanner 3D realmente portatili e con sistema di auto-posizionamento non a contatto.

Mentre i sistemi di tastatura CMM o a braccetto rimangono certamente più performanti per applicazioni metrologiche con tolleranze estremamente ridotte e per forme geometriche semplici e regolari, gli scanner 3D portatili possono essere utilizzati in molti più settori, che potranno così beneficiare di una migliore qualità nello sviluppo dei prodotti e maggiore velocità nella realizzazione.

 

Qual è il tuo settore di applicazione?

Per informazioni e maggiori dettagli V-GER è a tua disposizione, contattaci!

 


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