Ingegneria inversa

L’esigenza di riprodurre la geometria di oggetti creati manualmente dai modellisti comporta la necessità di disporre del relativo modello digitale 3D da impiegare sia per la fase di prototipazione rapida, sia in quella di sviluppo del prodotto. Con l’ingegneria inversa, utilizzando un sistema di scansione 3D che rileva le coordinate dei punti sulla superficie del modello, è possibile ricostruire la sua geometria a computer, senza alcun contatto fisico che possa comprometterne l’integrità.

Scanner 3D a Triangolazione Laser Per l’attività di ingegneria inversa il Laboratorio PROTOLAB è dotato di uno scanner 3D a triangolazione laser¹ ad alta risoluzione per la ricostruzione del modello virtuale tridimensionale di prototipi reali che vanno da pochi centimetri fino ad alcuni metri, e di software dedicati per la modellazione CAD 3D sia solida, che free-form. Il laboratorio PROTOLAB è inoltre in grado di sviluppare plug-in e applicazioni dedicate in ambito 3D in funzione del particolare settore di interesse, relativamente all’applicazione della modellazione CAD di tipo free-form.

laserscansione laser

¹ Triangolazione Laser: un fascio laser viene proiettato sulla superficie da acquisire. La misura delle coordinate x,y,z dei punti sulla superficie del modello viene eseguita misurando l’angolo con cui il ricevitore vede lo spot laser. La risoluzione della scansione 3D si misura considerando il numero di punti acquisiti, pari alle dimensioni in pixel del CCD, che è una caratteristica costruttiva dello scanner, e le dimensioni della superficie di acquisizione che dipende sia dalle ottiche usate, e sia dalla distanza dello strumento dalla superficie da acquisire.

Scanner 3D a Luce Strutturata con CCD da 5Mp. Area di scansione: 135 x 100mm – 500 x 380 mm. Risoluzione: 0.05 mm/p. to – 0.19mm/p. to.
Un sistema a luce strutturata utilizza per il suo funzionamento la proiezione di un pattern direttamente sulla superficie dell’oggetto; quindi, basandosi sulla proiezione di una sequenza di pattern codificati, la deformazione indotta dalla superficie dell’oggetto viene acquisita tramite una telecamera e sfruttata per il calcolo delle coordinate tridimensionali.
In pratica, proiettando una stretta banda di luce su un oggetto tridimensionale, si produce una linea di illuminazione che appare distorta da punti di osservazione diversi dal proiettore e può essere usata per una ricostruzione geometrica esatta della forma della superficie illuminata (sezione luminosa).

scanner strutturata

Il procedimento con cui è possibile ricostruire la forma dell’oggetto colpito sfrutta, quindi, sempre la tecnica della triangolazione.
Questi sistemi sono detti anche a “campo intero” perché per ogni punto sensibile del CCD del sistema di acquisizione si ricava una tripletta (x,y,z).
In funzione della risoluzione della telecamera un sistema di questo tipo può consentire la digitalizzazione di parecchie centinaia di migliaia di punti.
Un metodo più veloce e versatile è la proiezione di schemi luminosi che consistono di molte linee in una volta sola o di frange luminose arbitrarie, questo permette l’acquisizione di molti campioni simultaneamente. Gli schemi più usati consistono in linee parallele.

Laboratori

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