A tutta dritta: Artec Ray accelera il reverse engineering di un'enorme motoscafo

Se costruire una barca da zero ti sembra un compito scoraggiante, non ti sbagli. Immagina di produrre qualcosa delle dimensioni del tuo salotto (come minimo), garantendo al contempo precisione in tutte e tre le dimensioni. Questa barca che stai cercando di costruire deve anche essere manovrabile, ben costruita e sicura. Se a questo aggiungi le particolari richieste del cliente, l'attività diventa ancora più impegnativa e dispendiosa in termini di tempo. Ma non è tutto: la costruzione vera e propria e tutto il lavoro manuale è preceduto da progettazione, test dei componenti e ingegneria. In sintesi, una bella gatta da pelare.

Imbarcazioni professionali pesanti in attesa di essere misurate. (Foto gentilmente concessa da 3D Creative.)

Hai bisogno della perfezione? Sfida accettata.

Per una società olandese di costruzione di barche a conduzione familiare, tuttavia, la realizzazione di barche è tutta questione di migliorare la tecnologia a disposizione, raffinare il processo di lavoro e superare le aspettative, in particolare quelle sul tempo di attesa. Ed è qui che la tecnologia moderna può tornare utile. Se i prodotti hanno caratteristiche riproducibili, è possibile velocizzarne e semplificarne la produzione con l'aiuto del reverse engineering.

Per eseguire il reverse engineering di una barca si intraprende un lungo viaggio volto alla cattura di superfici complesse e variegate, da misurare in modo estremamente accurato. Per raggiungere questo obiettivo con metodi convenzionali ci vorrebbero settimane, senza alcuna garanzia di dati veramente affidabili. La scansione 3D, tuttavia, rende questo processo semplice, fornendo misurazioni esatte per parti su misura e giunture impeccabili. In quest' ottica, l'azienda ha ordinato di scansionare in 3D tre enormi imbarcazioni con l'intenzione di riprodurne i componenti, snellendo così il loro processo di produzione.

Le barche in questione (imbarcazioni da carico, di soccorso e militari) sono tutte destinate ad impieghi professionali gravosi, in cui affidabilità e sicurezza sono fondamentali. Per garantire la massima qualità, le imbarcazioni sono progettate utilizzando le tecnologie più recenti, quindi era logico cercare un fornitore fidato di servizi 3D per ottenere una copia digitale fedele dei modelli esistenti. Ciascuna delle navi pesava fino ad alcune tonnellate, quindi per scansionarle il team del progetto aveva bisogno di spostarle, sollevarle e ruotarle con macchinari pesanti, per ottenere le repliche 3D della migliore qualità possibile, rendendo l'intero processo un compito apparentemente scoraggiante.

Si salpa con la Tecnologia 3D

Il team di 3D Creative, azienda di tecnologia 3D con sede in Lituania, non è certo un principiante quando si tratta di scansioni 3D di grandi dimensioni. Fornitori leader di servizi 3D nei paesi baltici e partner certificati Artec 3D Gold, l'azienda aveva tutto l'entusiasmo, l'esperienza e le attrezzature giuste per affrontare un progetto come questo. In base alle esigenze specifiche dello sviluppatore dell'imbarcazione, il team di scansione ha optato per Artec Ray, uno scanner laser 3D a lungo raggio, realizzato per la cattura accurata di oggetti di grandi dimensioni.

Artec Ray pronto per il lavoro. (Foto gentilmente concessa da 3D Creative.)

Ray vanta la migliore precisione angolare della sua categoria e scansioni molto più pulite durante la cattura di oggetti enormi come turbine, eliche o persino navi. Queste caratteristiche si sono rivelate fondamentali in quanto l'obiettivo finale del progetto era quello di acquisire una qualità perfetta.File STL per il reverse engineering. Oltre alla precisione submillimetrica, Ray funziona perfettamente in qualsiasi flusso di lavoro, in qualsiasi ambiente: anche un progetto all'aperto di tale portata si è rivelato possibile grazie alla tecnologia avanzata dello scanner. Montato su un treppiede, Ray può essere controllato da un computer portatile o tramite l'app per smartphone Artec Remote, rendendo la scansione praticamente priva di preparazione una realtà.

Partire dalle basi

"Abbiamo affrontato due enormi sfide in questo progetto. Per prima cosa, scansionare tutto in due giorni, un'impresa abbastanza difficile considerato quanto siano pesanti e grandi gli stampi", ha detto Šarūnas Paulauskas, Chief Technical Officer di 3D Creative. "La seconda difficoltà era preparare la superficie per la scansione, perché originariamente gli stampi erano molto lisci e lucidi."

Gli stampi lisci e lucidi di solito presentano una notevole sfida di scansione. (Foto gentilmente concessa da 3D Creative.)

Il team voleva che tutto procedesse nel modo più fluido possibile, quindi hanno stretto un accordo con il produttore locale di barche per eseguire la scansione sul suo terreno. Le barche sono state spostate con l'aiuto di macchinari pesanti e l'area è stata preparata di conseguenza. Tuttavia, ci sarebbero state altre sorprese: uno degli stampi da 12 metri da scansionare era rimasto all'aperto sotto la pioggia, quindi bisognava asciugarlo prima di applicare la polvere per ottenere una superficie opaca per la scansione.

"Le superfici degli stampi fatti a mano sono molto diverse in quanto non sono stampate partendo dai dati CAD, quindi montare e assemblare le parti è molto costoso e richiede tempo", ha spiegato Paulauskas. "Di solito questo compito viene svolto rimontando e rifilando molte parti affinché si adattino agli scafi creati con gli stampi. Quindi la scansione ha ridotto significativamente la necessità di manodopera umana, eseguendo molte attività nel software CAD con precisione submillimetrica ancora prima che gli scafi venissero prodotti."

Svolti tutti i preparativi, il team è rimasto stupito nello scoprire che la scansione ha richiesto solo da 3 a 4 ore su un totale di 35 ore di lavoro. Il tempo necessario per realizzare il progetto è stato ridotto a un giorno e mezzo, per la gioia sia del team di scansione che del cliente. Tutte e tre le barche sono state scansionate in 12 ore con precisione di punto di 0,7 mm, seguite immediatamente dall'elaborazione in Artec Studio.

Scansione ed elaborazione 3D in corso. (Foto gentilmente concessa da 3D Creative.)

All'altezza delle aspettative

"Il nostro compito principale era quello di acquisire superfici molto pulite e accurate per il reverse engineering. Dovevamo scansionare solo un lato, il lato interno dello stampo, con i bordi", ha continuato Paulauskas. "Con Artec Ray siamo riusciti a portare a termine questo compito e i dati che abbiamo acquisito si sono dimostrati ottimi per il reverse engineering. Con gli stampi realizzati manualmente non potevamo tralasciare alcun punto, in quanto lo strumento di modellazione a specchio non funziona qui. Non tutto era simmetrico e il nostro cliente aveva bisogno di avere tutti i dettagli in proporzione per procedere con i progetti. Alla fine abbiamo ottenuto i modelli 3D dei tre dversi scafi, con il vano motore e il vano dei sedili aggiunti successivamente dal team di ingegneri del produttore."

I modelli 3D scansionati sono stati utilizzati per creare un file STEP, il tutto mediante reverse engineering. Lavorando su un'imbarcazione fatta a mano, gli specialisti del reverse engineering dovevano essere particolarmente attenti nel preservare le sue forme autentiche. Il progetto si è rivelato unico nel suo genere, soprattutto perché i progetti dell'azienda si basano sui loro vecchi stampi già collaudati. Al team di scansione è stato ripetuto più volte che le barche da progettare avrebbero dovuto essere praticamente indistruttibili negli ambienti e nelle circostanze più difficili, quindi nessun dettaglio era irrilevante. Qualsiasi imprecisione e la stessa navigabilità di una barca potevano essere compromesse. Per fortuna, avevano Ray.

I metodi di costruzione di barche hanno fatto molta strada dall'artigianato tradizionale alla scansione 3D e al reverse engineering, sfruttando al meglio ciascuno di essi. Il team lituano ha aiutato l'autenticità del lavoro manuale a soddisfare l'accuratezza e la velocità che solo la scansione 3D può fornire. Qualsiasi progetto di reverse engineering richiede di scegliere la soluzione migliore e utilizzarla con saggezza. Grazie alla tecnologia Artec, tutto ciò è stato ancora una volta possibile, permettendo alle nuove imbarcazioni di essere messe in mare in sicurezza.