Il Reverse Engineering è una pratica sempre più consolidata e presente all’interno delle aziende. Un ruolo fondamentale è costituito dagli Scanner 3D che permetto di acquisire delle geometrie fisiche convertendole in modelli 3D digitali, il tutto in modo semplice e veloce. Il file risultante dalle scansioni è una nuvola di punti o una mesh triangolare, che può essere esportata in formati processabili al CAD: tra i più comuni c’è sicuramente il formato STL. Tramite il CAD si effettua il post-processing della mesh convertendola nella matematica dell’oggetto scansionato.
In base al materiale dell’oggetto che si vuole digitalizzare, all’applicazione che si vuole realizzare e ai livelli di accuratezza richiesti, si effettua la scelta della migliore tecnologia di scansione 3D da impiegare. Le tipologie di scanner più utilizzate sono:
- Scanner 3D a luce strutturata: la scansione a luce strutturata blu è la più recente e innovativa. Opera proiettando sull’oggetto una sequenza di pattern codificati, la cui ricostruzione della forma avviene tramite un processo di triangolazione dei punti acquisiti per formare una mesh poligonale.
- Scanner 3D laser: in questo caso vengono proiettate sulla superficie dei punti o dei fasci di luce laser per ottenere una ricostruzione 3D ultra-accurata, in qualsiasi condizione di luce ambientale. Questo tipo di scanner è solitamente il più preciso, nonché l’ideale per le parti estremamente dettagliate con superfici opache.
Inoltre, gli scanner possono essere fissi o mobili, ciascuno dei quali con caratteristiche intrinseche ben definite. Senza entrare nel dettaglio delle due differenti architetture, per i nostri impieghi abbiamo scelto il modello EinScan HX che appartiene alla categoria di scanner 3D mobili azionati manualmente ed ha una tecnologia di scansione ibrido a luce strutturata blu e laser blu.
Gli oggetti scansionabili possono avere dimensioni che vanno da un volume di 300 mm3 fino ad un volume di 4 m3. La scansione tramite luce strutturata consente una maggiore rapidità di acquisizione, mentre la scansione laser, che è meno sensibile alla luce ambientale, offre prestazioni migliori in caso di superfici riflettenti e scure. La precisione di scansione può arrivare fino a 0.04 mm, tuttavia, per le nostre normali condizioni di utilizzo dove abbiamo pezzi che arrivano fino ad un metro di estensione, la precisone è compresa tra 0.5 mm e 0.8 mm, che comunque è più che accettabile.
Per l’acquisizione di superfici di grandi dimensioni è preferibile applicare alla superficie dei markers che agevolano il processo di ricostruzione del modello digitalizzato (fig. 2).
In questo modo è possibile fare più acquisizioni e sovrapporle, utilizzando proprio i marcatori come riferimento (fig.3).
fig. 3: Sovrapposizione di più acquisizione per creare il modello scansionato
Infine, all’interno del software CAD si va ad agire sulla mesh ricavando la matematica del pezzo in funzione delle particolari esigenze:
- Determinazione delle quote dei punti di ancoraggio telaio: in questo caso il processo di conversione è particolarmente rapido.
- Sovrapposizione della mesh con il modello CAD originale: questa pratica viene sempre di più adottata per il controllo qualità, avendo un riscontro immediato tra il pezzo reale e la matematica CAD. Inoltre, nel caso il componente sia già stato utilizzato nelle condizioni di esercizio, può rivelare come si è comportato e se sia necessario andare a posizionare dei rinforzi per irrobustirlo.
- Generazione matematica completa del pezzo: in questo caso il processo di conversione richiede un impegno maggiore di tempo in funzione della complessità della geometria scansionata.