Lo scanner FreeScan X5 3D di SHINING 3D al servizio dei team della “Student Formula” per migliorare la struttura dei veicoli

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Una monoscocca è una particolare scocca portante costituita da un unico blocco in cui il telaio è parte integrante della carrozzeria. Ogni anno, gli studenti della Duale Hochschule Baden-Württemberg (Università statale cooperativa del Baden-Wurttemberg) prendono parte alla gara “Student Formula” con un’auto da corsa appositamente realizzata. Le università di tutta Europa partecipano e presentano le auto da corsa che hanno sviluppato e costruito in occasione dell’evento per essere poi valutate da una giuria che prende in considerazione parametri quali velocità, tecnologia, sicurezza, marketing e design. Il concorso offre agli studenti un’applicazione diretta per soluzioni di ingegneria che può includere le discipline più svariate, dall’ingegneria meccanica all’aerodinamica e alla metrologia.

Gli studenti della DHBW Engineering Stuttgart eV hanno scelto di scansionare la monoscocca di quest’anno usando uno scanner 3D laser palmare di SHINING 3D, ovvero il FreeScan X5. Questo scanner laser metrologico è ideale per la scansione di oggetti di grandi dimensioni con la massima accuratezza (fino a 0,03 mm) e precisione (precisione volumetrica fino a 0,02 mm + 0,08 mm/m). Usando i suoi laser intersecanti, il sistema è in grado di scansionare oggetti con cui i più comuni scanner a luce strutturata hanno difficoltà, inclusi quelli più scuri o neri e le superfici riflettenti come quella della monoscocca composita realizzata dagli studenti della DHBW.

Uno studente del DHBW Engineering Stuttgart eV alle prese con lo scanner 3D FreeScan X5 di SHINING 3D per acquisire i dati della monoscocca.
Uno studente del DHBW Engineering Stuttgart eV alle prese con lo scanner 3D FreeScan X5 di SHINING 3D per acquisire i dati della monoscocca.

I nuovi dati raccolti vengono usati per confrontarli con quelli della versione precedente della monoscocca. I dati rilevati possono poi essere usati per l’ispezione a livello metrologico e per finalità di reverse engineering, consentendo la correzione delle superfici nel processo di produzione. Grazie allo scanner SHINING 3D e ai relativi strumenti software, ciò si ottiene attraverso un processo altamente automatizzato che riduce al minimo la necessità di intervento manuale. Utilizzando il FreeScan X5, è stato quindi possibile raccogliere i dati in 3D per poi valutarli successivamente al fine di confrontarli con i dati della versione dell’anno scorso della monoscocca. L’obiettivo era quello di migliorare le prestazioni utilizzando le informazioni raccolte e analizzando i dati di scansione per avere un’idea più chiara delle tolleranze per il processo di produzione.

 

Per riuscire a primeggiare nel concorso “Student Formula”, gli studenti, anno dopo anno, sono chiamati a investire molto tempo ed energie nei loro progetti. Per studiare meglio i problemi di tolleranza che sorgono durante il processo di produzione e per sfruttare questa conoscenza negli anni successivi, la monoscocca è stata inizialmente contrassegnata con dei marker e quindi scansionata su tutta la sua superficie usando il FreeScan X5. Ciò ha permesso agli studenti di comprendere in che modo il veicolo potesse essere comparabile al suo modello CAD originale e ha consentito lo svolgimento del processo di ispezione. La scansione rende inoltre possibile il confronto del veicolo con le versioni precedenti e, soprattutto, fornisce un punto di riferimento per le versioni future della monoscocca.

Il processo di scansione del FreeScan X5

Il processo di scansione avviene in tempi relativamente rapidi se si considerano le dimensioni dell’oggetto. I marker vengono posizionati su tutto il veicolo e utilizzati come riferimento per FreeScan X5. Una volta completata questa fase preparatoria, gli studenti iniziano a scansionare la monoscocca utilizzando lo scanner laser palmare. L’intero veicolo può essere rilevato in una singola scansione, senza la necessità di dover aggregare manualmente i dati 3D. In questo modo, gli utenti risparmiano una notevole quantità di tempo, poiché non è necessario alcun allineamento manuale dei dati di scansione: è il software a fare tutto il lavoro sporco.

Il software di FreeScan elabora l’immagine e crea un modello 3D dai dati di scansione che può essere esportato come file 3D universale, un file STL, noto anche come modello mesh. Le immagini sopra e sotto mostrano la risoluzione e l’accuratezza del modello 3D creato utilizzando i dati appena acquisiti.

I dati 3D rilevati vengono esportati in formato STL.

Questo modello mesh viene utilizzato dagli studenti per dimostrare eventuali deviazioni del nuovo veicolo rispetto al suo design CAD originale. L’immagine in basso a sinistra, mostra i dati ottenuti dalla scansione 3D, mentre l’immagine a destra mostra i dati del modello CAD originale. I due modelli possono essere confrontati per determinare tolleranze con una precisione senza pari.

Il report dell’ispezione mostra un confronto CAD per parte con un’utile mappa colorata che consente di comprendere facilmente le deviazioni. Grazie al software, il confronto fornisce informazioni dettagliate e senza soluzione di continuità in merito alle differenze tra i due modelli.

Dal momento che alcune parti di rilievo di una macchina da corsa, come i rollbar, vengono fissate successivamente tramite dei fori, sulla monoscocca, è stato di fondamentale importanza verificare le informazioni sull’accuratezza dell’adattamento dei componenti. Questi piccoli dettagli sono ciò che distingue le moderne soluzioni ingegneristiche dai metodi tradizionali ormai obsoleti. Con FreeScan X5, gli studenti sono stati in grado di digitalizzare l’intero processo e limitare gli errori di cui gli strumenti di misurazione tradizionali possono essere vittime.

Autore Davide Sher

Sono un giornalista professionista iscritto all'ODG dal 2002 e mi sono sempre occupato di comunicazione trade. Per 10 anni ho redatto una testata dedicata al mercato dei videogiochi e successivamente ho partecipato alla creazione del primo iPad magazine dedicato all'elettronica di consumo. Dal 2012, mi occupo esclusivamente di stampa 3D/manifattura additiva, che vedo come la più affascinante e reale delle tecnologie oggi agli albori ma che plasmeranno il nostro futuro. Ho fondato Replicatore.it nel 2013 e ho scritto come blogger per diversi siti internazionali. Nel 2016 ho fondato la mia società 3dpbm (www.3dpbm.com), con base a Londra, che offre servizi di supporto alle aziende che vogliono comunicare, sia in Italia che nel mondo, i loro prodotti legati alla manifattura additiva. Oggi pubblichiamo diverse testate internazionali tra cui 3D Printing Media Network (il nostro sito editoriale internazionale), 3D Printing Business Directory (la più grande directory al mondo di aziende legate alla stampa 3D), Replicatore.it, Replicador.es e 3D Printing Media Network Chinese Version. Inoltre sono Senior Analyst di SmarTech Analysis, una delle più importanti realtà al mondo attive nella rilevazione di dati e previsioni di mercato relative ai vari segmenti verticali dell'industria della manifattura additiva.

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