Scansione 3D di grandi sculture in bronzo all'aperto con EinScan H

L'azienda svedese nioform si dedica alla modellazione 3D e alla produzione robotizzata di stampi, sculture e modelli artistici. Recentemente, nioform ha ricevuto l'incarico di scansionare in 3D cinque alte sculture in bronzo del 1800. Joakim, il fondatore dell'azienda, si è affidato all'EinScan H per questo processo durato 10 ore.

Nome dell'azienda: nioform
Dimensione dell'azienda: Impresa individuale
Sede: Mariestad, Svezia
Offerta di prodotti: Fresatura robotizzata per artisti, architetti e designer
Necessità: Aggiornamento rispetto alle obsolete scansioni a luce strutturata e fotogrammetria
Soluzione: SHINING 3D EinScan H
Risultati:
- Riduzione dei tempi di scansione del 50-75%.
- Flusso di lavoro più affidabile con feedback in tempo reale
- Scansione 3D professionale ora offerta come servizio

Introduzione

Joakim gestisce da solo nioform, una piccola azienda dedicata alla modellazione 3D e alla produzione robotica. Lavora con il polistirolo per il rivestimento in plastica, crea modelli in poliuretano per la fusione in bronzo, realizza oggetti unici in legno e altro ancora: è un vero maker, desideroso di costruire qualsiasi cosa.

Con l'aiuto di strumenti digitali, Joakim riproduce fisicamente le idee dei suoi clienti. In genere scansiona i modelli in 3D e prepara i dati della scansione per la fresatura CNC. Quindi li produce internamente con i suoi due robot industriali o li invia alle fonderie locali.

Joakim e il suo fidato braccio robotico

Un cliente ha recentemente commissionato a nioform l'acquisizione di una serie di cinque sculture in bronzo del 1800. Il cliente aveva bisogno di mettere al sicuro i dati 3D delle sculture per una futura riproduzione, naturalmente senza danneggiare gli originali. Queste grandi sculture si trovavano all'aperto e misuravano tra 1 e 1,5 metri di altezza: un progetto piuttosto grande!

Tecnologie di scansione 3D a confronto

Joakim conosce la tecnologia di scansione 3D da circa 15 anni, fin dal primo kit di scanner 3D DAVID. Ha utilizzato le prime versioni dello scanner a luce strutturata DAVID (un dispositivo fisso da tavolo) e la fotogrammetria.

Entrambe le tecnologie funzionano bene su oggetti di piccole o medie dimensioni, ma ciascuna presenta degli svantaggi incompatibili con il progetto di scultura in bronzo.

Ad esempio, gran parte del flusso di lavoro con lo scanner DAVID comporta il riposizionamento manuale e l'allineamento dei dati. "Sebbene lo scanner DAVID sia una soluzione per [alcuni] oggetti, è un processo molto lento e obsoleto", ha spiegato Joakim. In qualità di imprenditore individuale e appassionato creatore, Joakim preferisce dedicare il suo tempo alla creazione di oggetti.

E con la fotogrammetria,gli oggetti devono avere un disegno riconoscibile. Gli oggetti lisci e monocolore, come una scultura in bronzo, sono difficili (se non impossibili) da catturare con la fotogrammetria. Inoltre, come aggiunge Joakim, "non si ottiene un feedback durante la sessione di fotografia per sapere se le immagini sono sufficienti o meno".

Il tipico setup di Joakim per la fotogrammetria al workshop nioform

L'intero processo di fotogrammetria può richiedere diverse ore e si capisce se si sono scattate abbastanza immagini solo una volta completato il processo di calcolo.Dover riavviare un'intera sessione fotografica richiede molto tempo e può essere frustrante, soprattutto quando si ha a che fare con oggetti grandi e/o complessi.

Non è sempre possibile, inoltre, quando non si ha più accesso all'oggetto o se il cliente si trova lontano. Considerando queste limitazioni, né lo scanner DAVID né la fotogrammetria sarebbero stati strumenti adatti per catturare le sculture in bronzo.

Trovare una soluzione di scansione 3D adeguata

"Avevo bisogno di un metodo veloce e affidabile per la scansione 3D. Qualcosa che desse un feedback in tempo reale e che mi permettesse di scansionare tutti i tipi di superfici che di solito si trovano nella mia officina", ha detto Joakim.

Il caso ha voluto che uno dei suoi clienti avesse acquistato di recente unoSHINING 3D EinScan H per i propri scopi e ne fosse molto soddisfatto.

L'EinScan H è unoscanner 3D portatile che sfrutta sia la luce LED strutturata che la luce infrarossa per acquisire geometrie 3D. La fotocamera integrata acquisisce anche i colori dell'oggetto e offre un ampio campo visivo per una scansione più rapida.

Tramite il suo cliente, Joakim ha avuto un primo assaggio della qualità della produzione dell'EinScan H ed è rimasto incuriosito dalla sua economicità. Era particolarmente interessato alle sue capacità con oggetti di grandi dimensioni.

Per metterlo alla prova, Joakim ha effettuato la prima scansione di un oggetto di grandi dimensioni (3 metri per 4). Ha constatato con piacere che la scansione è riuscita al primo tentativo, e senza marcatori.

Poche altre sessioni di scansione dopo, Joakim si è convinto. "L'Einscan H fornisce un feedback in tempo reale durante la scansione enon richiede praticamente alcuna impostazione. La precisione [(fino a 0,05 mm)] è più che sufficiente per le mie applicazioni. Posso scansionaresuperfici monocromatiche di qualsiasi dimensione e forma, anche all'esterno, tenendo conto delle condizioni di illuminazione".

Apprezza anche il fatto che i dati possono essere allineati automaticamente ed elaborati direttamente nel software dello scanner.

Superare le sfide della scansione 3D in esterni

Sebbene lo SHINING 3D EinScan H fosse proprio quello che serviva a Joakim, le sculture in bronzo ponevano comunque un paio di sfide: la prima riguardava lecondizioni di illuminazione, un fattore importante per qualsiasi scanner 3D.

Poiché le grandi sculture in bronzo si trovavano all'aperto, la luce del giorno poteva interferire con i modelli di luce proiettati. Joakim ha risolto il problema iniziando la sessione di scansione al crepuscolo e proseguendo per tutta la notte.

È riuscito a eseguire la scansione 3D di tutte e cinque le sculture in un'unica sessione di 10 ore. La seconda sfida è stata l'alimentazione del PC e dello scanner 3D. Quattro delle statue erano abbastanza vicine per l'installazione del cavo lungo 70 metri, ma la quinta era fuori portata.

La soluzione è stata quella di utilizzare un generatore di corrente portatile, nonostante le preoccupazioni iniziali: "Ero preoccupato che l'energia generata fosse troppo "sporca" per l'attrezzatura, ma ho imparato che gli alimentatori e i trasformatori sono in grado di gestire qualsiasi cosa. Nessun problema".

Il risultato della scansione 3D e la versione reale di una delle sculture

Alla fine, Joakim ha impiegato circa 2 ore per ogni scultura, compresi tutti gli spostamenti e la gestione dell'alimentazione. Secondo lui, "una scansione tipica di un oggetto di medie dimensioni avrebbe richiestocirca 3 o 4 ore con la fotogrammetria, dato che la superficie era adatta e i risultati erano soddisfacenti al primo tentativo".

In questo modo, haridotto i tempi di scansione di almeno il 50-75%, sperimentando un processo più fluido. "La fotogrammetria non sarebbe stata un'opzione ragionevole in questo caso. La soluzione EinScan era l'unico modo per portare a termine il lavoro", ha aggiunto.

Risultato della scansione di una delle statue, raffigurante Venere

Conclusione

L'attività di Joakim, nioform, si basa sulla costruzione di oggetti 3D a partire da idee e/o scansioni 3D. I suoi metodi di scansione 3D precedenti si sono rivelati inefficienti per diversi casi d'uso e oggetti, come le sculture in bronzo.

Con SHINING 3D EinScan H,non deve più preoccuparsi delle dimensioni, della forma o del modello dell'oggetto. Inoltre,risparmia una notevole quantità di tempo che può ora utilizzare per altri progetti.

Joakim è anche desideroso di sperimentare nuovi modi di utilizzare il suo scanner 3D, in particolare la scansione del viso con la modalità a infrarossi sicura per gli occhi. "L'idea è quella di scansionare soggetti viventi e riprodurli in argilla con la fresatura robotizzata, come base per ulteriori sculture da parte dell'artista".

Non vediamo l'ora di vedere i prossimi progetti di nioform! Restate sintonizzati per saperne di più su Joakim di nioform.