Digitalizzazione di macchinari fino a 30 tonnellate per mostre in VR con la scansione Artec 3D

Uno dei modelli 3D delle macchine presenti nella simulazione VR di HEMO. Modello per gentile concessione di HEMO

Se lavori in una fabbrica, nell'industria pesante o semplicemente se sei appena stato a una fiera di produzione, saprai che tutti questi ambienti hanno una cosa in comune: i loro enormi macchinari.

Indipendentemente da ciò che viene prodotto o commercializzato, queste strutture sono sempre piene di trasportatori, generatori, compressori e altre unità ingombranti. Ma come arrivano lì dentro?

All'interno delle fabbriche possono essere spostati con un carrello elevatore o una gru, o utilizzando pattini meccanici, ossia carrelli dotati di ruote. Tuttavia, per il trasporto tra le varie sedi, questi enormi macchinari che pesano tonnellate spesso necessitano di essere impacchettati e spediti.

Uno dei sistemi di pulizia industriale di HEMO in azione. Immagine per gentile concessione di HEMO

Come puoi immaginare, si tratta di un compito difficile, soprattutto per chi vende attrezzature che devono viaggiare costantemente da una fiera di settore all'altra. Poi ci sono i camion merci necessari per il trasporto, che operano a un costo economico e ambientale significativo.

Con l'obiettivo di affrontare tali problemi, lo specialista di sistemi di pulizia HEMO ha messo a punto una soluzione unica per ridurre l'ingombro delle spedizioni, creando per i suoi macchinari delle mostre virtuali.

Digitalizzazione su scala industriale

Con sede nel Baden-Württemberg, in Germania, HEMO ha trascorso decenni a consultare i principali produttori per soddisfare le loro esigenze di sistemi di pulizia a solvente e ibridi.

Il quartier generale di HEMO, specialista in sistemi di pulizia. Immagine per gentile concessione di HEMO

Progettate per pulire parti metalliche prima che vengano inviate in post-elaborazione o spedite, le macchine HEMO sono altamente efficaci nella rimozione di olio, polvere e trucioli in eccesso. Ma sono anche colossali, pesano tra le 5 e le 30 tonnellate ciascuna, il che le rende molto difficili da spostare.

Cercando una soluzione per esporle, HEMO ha contattato l'ambasciatore Artec algona, che ha suggerito di digitalizzare le sue macchine in modo che potessero essere presentate in uno spazio digitale.

"Dato il numero di cavi e tubi, catturare i macchinari sarebbe semplicemente impossibile senza la scansione 3D", ha spiegato lo specialista di algona Ramon Spiller. "Lo sforzo per creare i loro modelli manualmente sarebbe disumano, in quanto richiederebbe di riprodurre le dimensioni complete senza perdere dettagli a causa di geometrie di interferenza, per le quali non ci sono dati CAD".

Preparazione delle scansioni 3D per la realtà virtuale

La digitalizzazione del macchinario ha comportato tre sfide principali: precisione, scala e velocità. Algona ha permesso a HEMO di ottenerle tutte e tre fornendo al suo team lo scanner ultra-mobile Artec Leo, lo scanner a lunga gittata Artec Ray II, e il know-how necessario per utilizzarli insieme con efficiacia.

La funzionalità wireless di Leo ha permesso al team di catturare luoghi difficili da raggiungere nel dettaglio, mentre il sistema inerziale visivo (VIS) di Ray II ha reso il processo di digitalizzazione su larga scala semplice e veloce.

Una macchina per la pulizia HEMO sottoposta a scansione 3D con Artec Ray II. Immagine per gentile concessione di HEMO

Per rendere le mesh abbastanza piccole da funzionare su caschi VR Microsoft HoloLens o HTC VIVE PRO, ma sufficientemente dettagliate da fornire un mondo virtuale, HEMO ha elaborato i dati in Artec Studio. Utilizzando l'avanzato software di acquisizione ed elaborazione dei dati, le scansioni potevano essere fuse in mesh incredibilmente realistiche, realizzate utilizzando i dati a più alta risoluzione di ciascuna.

Artec Studio è anche ricco di algoritmi avanzati e di strumenti essenziali per la modifica della mesh. Oltre a facilitare la fusione della scansione Leo e Ray II, questi hanno assicurato che il processo di applicazione della texture, ottimizzazione delle mesh ed esportazione come file OBJ fosse senza soluzione di continuità.

"Grazie al VIS (che allinea approssimativamente le varie scansioni) Ray II" sa "già dove si trova, quindi non richiede quasi nessuna preparazione", ha aggiunto Spiller. "Se avessimo usato un normale scanner portatile con cavi, non saremmo forse riusciti a scansionare tutte le aree necessarie. Artec Studio è stato una pietra miliare nell'elaborazione dei nostri dati di scansione".

Utilizzando Blender, potevano quindi apportare piccole modifiche alla texture e alla geometria in aree difficili da catturare come le porte avvolgibili prima di creare una "sala di presentazione virtuale" per le mostre.

Progettato per assomigliare un po' al Technikum (Centro Tecnico) di HEMO, lo spazio stesso è stato mantenuto volutamente sobrio, per concentrare l'attenzione sui suoi macchinari. Una volta pronti, il modello dell'unità di pulizia e l'ambiente virtuale sono stati quindi inviati a Unity, dove il team ha creato la propria applicazione VR.

La simulazione VR di HEMO esplorata a un evento. Immagine per gentile concessione di HEMO

Il risultato? Un mondo VR realistico in cui gli utenti possono "camminare" fino alla macchina, ispezionarla da vicino e decidere se è la soluzione giusta per la loro fabbrica, senza mai vederla di persona. I sistemi sono stati persino scansionati in 3D con e senza copertura, in modo che gli utenti possano attivarli o disattivarli con la semplice pressione di un pulsante, conferendo all'app una dimensione interattiva.

"Ora, non dobbiamo più spedire alcune nostre macchine alle mostre. Possiamo semplicemente prendere il casco VR e mostrarle ai clienti", ha affermato l'esperto di modellazione 3D di HEMO Christian Koch. "L'abbiamo provato per la prima volta quest'anno. Mentre le persone passavano, dicevano "cosa posso vedere?" o "posso provarlo?" Saltava subito all'occhio!"

Immaginare un futuro virtuale

Dopo aver esposto macchinari con grande successo in Germania, Stati Uniti e Messico, HEMO ora prevede di digitalizzare più prodotti e sperimentare altre applicazioni VR.

Secondo Koch, HEMO sta anche considerando di adottare un approccio alla manutenzione basato sulla scansione 3D, diagnosticando i problemi da remoto "attraverso gli occhi" dei clienti che indossano gli occhiali. Nel frattempo, continua a cercare modi per migliorare le prestazioni di simulazione.

Un rendering che indica come potrebbe apparire l'applicazione VR con ulteriori sviluppi. Immagine per gentile concessione di HEMO

Oltre a valutare strumenti hardware come Apple Vision Pro, l'azienda ha anche contattato uno specialista Microsoft per migliorare l'integrazione delle app. Con capacità VR sempre più avanzate, Koch vede un futuro promettente per le mostre virtuali di HEMO e un giorno mira a rendere la sua offerta completa disponibile ai clienti di tutto il mondo, anche nelle località più remote.

"Abbiamo diverse parti e dimensioni delle nostre macchine, che soddisfano diversi casi d'uso, quindi vogliamo che siano tutte disponibili come modelli 3D", ha concluso Koch. "Il mio desiderio è avere uno showroom in cui è possibile scegliere un prodotto su un tablet con il clic di un pulsante. Questa è la mia visione per la scansione 3D e la realtà virtuale ".