Scanner 3d professionali e fai da te

Scanner 3d professionali e fai da te

Cosa fa uno scanner 3d

Vuoi riprodurre un oggetto che hai in casa, la parte di un elettrodomestico, o creare la copia di un pezzo d’arredamento che ti piace? Lo scanner 3d, professionale o fai da te, serve proprio a questo. Come un classico scanner, con il quale, inserendo un documento, si ottiene una copia digitale dell’originale, lo scanner per stampa 3d analizza un oggetto reale raccogliendo informazioni su forma, colore, dimensioni, catturando più immagini dell’oggetto da diverse posizioni.

Come funziona un laser scanner 3d

Il laser dello scanner 3d è in grado di misurare ad altissima velocità la posizione di centinaia di migliaia di punti che definiscono la superficie dell’oggetto, un insieme molto denso chiamato nuvola di punti: l’emettitore dello scanner 3d produce un segnale laser che colpisce l’oggetto, il ricevitore capta il segnale e lo scanner calcola la distanza di ogni singolo punto dell’oggetto creando la nuvola di punti. Negli scanner 3d professionali e fai da te a triangolazione la distanza e l’angolo fra l’emettitore laser e il sensore di ritorno sono dati conosciuti; quando la luce del laser colpisce la superficie dell’oggetto, lo scanner è in grado di rilevare l’angolo del raggio di luce di ritorno e quindi può calcolarne la distanza. Anche gli scanner 3d a luce strutturata utilizzano la triangolazione trigonometrica per il calcolo della distanza, ma invece di proiettare una luce laser proiettano una serie di pattern lineari sulla superficie dell’oggetto. I laser scanner 3d a tempo di volo, detti anche a luce pulsata, calcolano la distanza tra lo strumento e una superficie cronometrando con grandissima precisione il tempo di andata e ritorno di un impulso di luce (appunto il tempo di volo); questi scanner sono in grado di effettuare scansioni 3d a 360° grazie all’utilizzo di uno specchio che permette la rotazione del laser e del suo sensore.

Applicazioni dello scanner 3d

L’applicazione dello scanner 3d professionale è davvero ampia. Si utilizza per valutare l’integrità di edifici, analizzare strutture di interesse storico, creare copie di reperti originali, ad esempio nei musei. In generale lo scanner 3d è ampiamente utilizzato nel settore dei beni culturali, in ambito territoriale e in geologia per il rilievo grazie all’interfaccia diretta con GPS, e ancora in ingegneria, nel rilievo di siti industriali, architettonici, navali, in gallerie, scavi e miniere, in caso di incidenti e addirittura sulle scene del crimine.

Per oggetti

Ecco un esempio di scansione di un oggetto in 3d:

Per persone

Gli scanner 3d per persone di solito funzionano con un supporto girevole sul quale la persona sale, ruotando di 360 gradi, oppure con una sorta di cabina di scansione, come quella di My Clone, l’azienda che ha studiato un sistema per realizzare in pochi secondi la copia di una persona, praticamente una statuina di sé stessi:

WASP Med usa un altro tipo di tecnologia, uno scanner in grado di raccogliere dettagli su ogni lato del corpo, un body scan a infrarossi, molto utile in ambito medicale. Questo è il corsetto per scoliosi realizzato dal Dottor Lelio Leoncini, del team WASP Med.

Per gioielli

La stampa 3d sta rivoluzionando il settore orafo. Naturalmente servono strumenti molto precisi. Alcune aziende hanno sviluppato scanner 3d professionali pensati proprio per la creazione di gioielli, come lo scanner Mechscan Macro, per oggetti da 0.5 mm fino a un massimo di 80 mm, che permette di affrontare il reverse engineering di piccoli componenti in modo professionale ricavando anche i dettagli più fini.

Per odontotecnici

Gli scanner 3d digitalizzano efficacemente impronte e modelli positivi. Anche quello odontotecnico, in modo simile all’oreficeria, è un settore professionale in cui la stampa 3d si sta sviluppando rapidamente con risultati importanti, e alcune aziende si stanno specializzando nella produzione esclusiva di strumenti per questo utilizzo.

scanner 3d per odontotecnici

Ad esempio Dental Wings offre tre differenti scanner basati sulla tecnologia di scansione a triangolazione laser per soddisfare le diverse esigenze di cliniche e laboratori. Ma i prodotti, di diverse aziende, sono davvero tanti: basta dare un’occhiata ai siti specializzati.

Per architettura

Il rilievo tramite laser scanner 3d è la metodologia più precisa per il rilievo di una architettura, perché grazie alla elevata velocità di acquisizione e alla quantità di informazioni raccolte permette di rilevare anche strutture complesse e ricche di dettagli. Dalla nuvola di punti si possono estrarre elaborati in 2d come piantine, prospetti o sezioni utilizzabili ad esempio per operazioni di restauro o nuove costruzioni.

Archeolab, azienda di Parma amica di WASP, con la quale collaboriamo, progetta percorsi museali tattili per ciechi e ipovedenti, composti anche da riproduzioni in stampa 3d, realizza gallerie personalizzate di modelli 3d fruibili online da computer, applica le tecnologie di rilievo, modellazione e stampa 3d nel settore del restauro per realizzare rilievi 3d non a contatto, produrre in stampa 3d calchi e controforme, repliche di beni artistici e parti mancanti per il restauro integrativo, modelli 3d digitali da scansione o modellazione e riproduzioni in stampa 3d e laser cutter usando tecniche e materiali differenti. L’obiettivo del progetto, sostenuto dall’Associazione Culturale 3D Lab, è valorizzare il patrimonio culturale, ampliare il pubblico dei musei e renderli accessibili a tutti.

Per interni

Lo scanner 3d è un valido aiuto nella progettazione di interni o per la creazione di cataloghi con elementi di arredo, perché grazie alla scansione 3d si possono raffigurare elementi del tutto simili agli originali, con velocità e precisione. Naturalmente, per quanto riguarda gli interni degli edifici, allo stesso modo si possono scannerizzare installazioni tecniche quali impianti, trasportatori o installazioni di processo.

Per rilievi

Il laser scanner 3d, unito a software applicativi dedicati, consente di velocizzare le operazioni di rilievo in diversi contesti, ad esempio nei siti industriali complessi, grazie alla associazione tra immagine e scansioni in automatico, ma anche nelle cave a cielo aperto, sulla fascia costiera o sugli argini dei fiumi per monitorare fenomeni di erosione e sedimentazione. Un altro ambito di rilievo riguarda i lavori di costruzione delle imbarcazioni, che utilizzano tecniche laser scanner per la misura e la documentazione al fine di garantire la piena rispondenza con il  progetto di realizzazione, e il settore delle infrastrutture stradali.

Migliori scanner 3d

Uno degli scanner 3d più noti, tra quelli portatili, è il Sense di Cubify, scelto soprattutto da chi ha bisogno di versatilità, portabilità e facilità d’uso con un buon rapporto qualità/prezzo. Tuttavia la risoluzione non è particolarmente elevata, è adatto per chi debba fare scansioni di oggetti di medie e grandi dimensioni in pochi minuti. Scanify della Fuel 3D è molto più preciso: permette di esportare una texture insieme al modello, perciò si presta anche alla stampa a colori e alle applicazioni legate alla computer-grafica. Scan in a Box è uno scanner 3d a luce strutturata ad elevate prestazioni, dotato di due telecamere professionali ad alta definizione in struttura stereo, ma allo stesso tempo è accessibile a tutti ed  è indicato per la scansione di particolari dettagliati di un soggetto o di un volto. Per quanto riguarda una fascia di prezzi più alta, che garantisca accuratezza e risoluzione molto elevate, citiamo Next Engine, corredato da un software che consente di unire più nuvole di punti, acquisendo anche oggetti di grandi dimensioni. 3DFlow Zephyr permette di trasformare fotografie ad alta definizione in oggetti tridimensionali, facendo combaciare i punti in comune tra le foto per calcolare spessori e rilievi; è utile per la scansione di grandi aree e di facciate architettoniche.

migliori-scanner-3d

Kit per montaggio scanner 3d

Lo scanner 3d in kit più conosciuto e utilizzato è Ciclop, della BQ, uno scanner laser 3d fai da te open source a triangolazione laser provvisto di piattaforma girevole, disponibile sotto licenza Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License. Si interfaccia con il software open source Horus/it, ma gira anche su Windows e Mac. Si trova anche su Thingiverse, ed è facile da montare: in meno di un’ora sarà pronto! E’ composto da barre filettate e parti stampate in 3d, viti, una webcam, due laser e una piattaforma girevole azionata da un motore passo passo. Costa 249,90 euro. Ecco le istruzioni video per montarlo:

Marche e prezzi

Le marche, le tipologie e le fasce di prezzo degli scanner 3d sono numerose. Come abbiamo detto, uno dei migliori scanner 3d portatili è il Sense di Cubify, da 359 euro. Un buon rapporto prezzo/qualità si trova anche con il Rubicon della Rubitech, che offre un’accuratezza elevata e la gestione del colore tramite texture fino a 5 MP di risoluzione. Lo scanner Materia & Form MFS1V1 è molto accurato, è leggero, pieghevole, veloce e ha un buon prezzo: costa 600 dollari. Ancora tra i portatili, lo Scanify della Fuel 3d si può trovare su Amazon attorno ai 1000 euro, mentre con Scan in a Box saliamo decisamente di fascia, fino a 2390 euro.