Reverse engineering di un'auto di Formula 1 e stampa 3D di una sua copia in miniatura
È straordinario cosa si possa ottenere con una combinazione di scansioni 3D e reverse engineering. Questo progetto per rimpicciolire una macchina da Formula 1, con lo scanner Artec Eva 3D, è solo uno dei molti esempi che mostrano che le opportunità offerte dalla tecnologia 3D sono davvero infinite.
Il progetto è stato iniziato da una compagnia manifatturiera con sede a Birmingham che ha chiesto ai partner Artec inglese Central Scanning e al fornitore di soluzioni CAD & CAM Delcam di eseguire un modello in scala di una loro macchina da Formula 1 in modo da farne una copia in stampa 3D di approssimativamente 300 mm.
Scansioni di una macchina da Formula 1 e stampe 3D in scala, reverse engineering eseguito da Delcam PowerSHAPE.
La macchina è stata scansionata in 3D da Central Scanning, e i dati raccolti sono stati modellati con il software di reverse engineering Delcam PowerSHAPE.
Il modello finito della macchina da Formula 1 in PowerSHAPE.
“Questa scansione è stata realizzata come test per vedere che risultati si possono ottenere usando due tipi di sistemi di scansione,” dice Paul Smith di Central Scanning.
Il corpo centrale della macchina è stato scansionato usando uno scanner 3D Steinbichler Comet L3D, e l’abitacolo, il volante, le sospensioni, l’alettone, gli specchietti e tutte le aree che non potevano essere raggiunte con lo Steinbichler Comet sono state scansionate da un Artec Eva.
“Abbiamo scelto l’Eva per la sua portabilità e velocità, in più non abbiamo da aggiungere marcatori, è facile seguire la grafica,” spiega Paul.
Parti dell’abitacolo in Artec Studio 10.
La macchina è stata scansionata nell’area di reception e nel workshop del proprietario; entrambe le aree avevano una buona illuminazione stabile ma niente luce diretta perché questo avrebbe influenzato la cattura dei dati.
Paul ha condiviso con noi alcuni trucchi su come scansionare le parti della macchina più facilmente.
“Aggiungendo qualcosa oltre le unità di sospensione, come della carta segnata, permette allo scanner di tracciare le texture e di catturare la geometria delle parti più sottili,” ha aggiunto.
C’erano alcune parti in fibra di carbonio scura intorno alle sospensioni, che sono state leggermente verniciate. Anche i riflessi di luce intorno all’area dell’alettone sono stati leggermente coperti per velocizzare la cattura dati.
“Abbiamo apprezzato Artec Eva perché non necessitava di calibrazione ed era facile da configurare e rilevare quelle aree difficile”, riferisce Paul.
La maggior parte dei dati è stata processata usando settaggi standard e senza texture durante la registrazione globale per velocizzare il processo. I dati raccolti con Artec e Steinbichler sono stati poi unificati in PolyWorks.
Le mesh create con i dati di scansione.
Il modello STL da 250mb completato, approssimativamente 8.5 milioni di triangoli, è stato poi utilizzato per reverse engineering a Delcam usando PowerSHAPE Pro. Per la superficie del modello sono state utilizzate complesse regioni a doppia curva, mentre le parti prismatiche sono state modellate efficacemente usando solidi.
Come James Slater di Delcam ha spiegato, “il cofano e le pinne posteriori dell’auto sono state modellate come solidi, creati prendendo sezioni attraverso la mesh, estrudendole e poi unendo i pezzi separati tramite semplici operazioni Booleane. Tale lavoro è stato svolto da uno studente tirocinante, che ha avuto una sola settimana di training prima di imbarcarsi nel progetto. Intanto, uno dei nostri ingegneri più esperti si occupava della più complicata costruzione della superficie del corpo. Il risultato finale è stato una superficie ibrida dettagliata e un modello solido virtualmente impossibili da realizzare usando un altro software. Ovviamente, una delle cose più imporrtanti in ogni progetto RE è di avere mesh iniziali di alta qualità.
Il modello 3D della macchina stampato.
Dettaglio del modello in scala della macchina.
La superficie della macchina è stata rilevata nelle sue dimensioni originali. Una volta messa in scala, alcune della parti più sottili, in particolare le sospensioni e l’alettone, sono state rinforzare con PowerSHAPE. Il modello è stato poi stampato in 3D con una Objet Eden 500V con print layer di 0.016 mm.