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settembre 2014
e praticare il reverse engineering. Oggi sono molto
utilizzati anche dall’industria dell’intrattenimento
per la produzione di film e videogiochi, dal design
industriale, dalla prototipazione e dalla documen-
tazione di opere d’arte. E molto altro ancora. La
loro generalizzazione è una diretta conseguenza
della digitalizzazione del processo di progettazione.
Gli scanner 3D di livello industriale possono essere
classificati in tre categorie principali: scanner mec-
canici (bracci di misura e CMM), scanner portatili
alimentati da batterie, con cui si possono acquisire
molteplici prospettive molto dettagliate di oggetti
anche in ambienti piccoli, e macchine fisse, ovve-
ro desktop. In questo ambito esistono dispositivi
che contengono l’oggetto da scansionare, se le
misure di questo lo consentono, oppure scanner
che riflettono all’esterno fasci di luce per cattura-
re l’immagine 3D di grandi oggetti (e questi sono
dotati di braccia direzionabili), o grandi ambienti
chiusi o aperti.
Gli scanner professionali utilizzano diversi metodi
di scansione, che dipendono dalla categoria dello
scanner (mobile, portatile o fisso). Gli scanner 3D
mobili di livello professionale usano luci lampeg-
gianti a varie lunghezze d’onda e più telecamere
per garantire che tutti gli angoli dell’oggetto sot-
toposto a scansione vengano ‘visti’. Le immagini
acquisite sono ‘cucite’ insieme da un software 3D
per costruire un modello digitale.
Gli scanner professionali desktop, o fissi, si basa-
no su una tecnologia a raggi laser per catturare i
dettagli dell’oggetto sottoposto a scansione. Lo
scanner emette un raggio laser che ‘striscia’ sulla
superficie dell’oggetto per leggerne le dimensioni.
Anche in questo caso, le informazioni e le immagini
sono trattate da un software che crea la rappresen-
tazione digitale completa dell’oggetto.
Gli scanner industriali sono notevolmente costosi, ma
è possibile trovare modelli di fascia bassa con prezzi
anche inferiori a 1.000 dollari. Per ottenere risultati
migliori bisogna spendere da 3.000 a 10.000 dollari,
La sinergia di business tra stampa e scansione 3D
Mercato della stampa 3D*
Mercato della scansione 3D***
Previsione 3,7 miliardi di $ nel 2015
Stima 3,1 miliardi di $ nel 2013
Previsione 6,5 miliardi di $ nel 2019
Previsione 9,8 miliardi di $ nel 2018
Cagr** nei prossimi 5 anni: 25%
Cagr** nei prossimi 5 anni: 26.7%
*
Fonte: Wholers Associates 2013;
**
Cagr: tasso di crescita composto medio annuo;
***
Fonte: Markets&Markets.com 2013
Rappresentazione matematica 3D degli oggetti
La rappresentazione matematica degli oggetti in 3D può essere generata in diversi modi che si adattano alle molteplici
applicazioni che già oggi utilizzano questi modelli.
Le nuvole di punti sono la tipologia di dati più semplice ma non contengono informazioni sull’adiacenza e connessioni
dei punti.
I dati volumetrici sono una griglia tridimensionale di elementi cubici, detti ‘voxel’ (VOlumetric piXEL o VOLume ELe-
ment), estensione 3D dei pixel che compongono le immagini bidimensionali e possono contenere diverse informazioni
tra le quali colore, densità, materiale, e permettono di ‘vedere dentro’ a un oggetto o a un corpo.
I dati di superficie sono rappresentati con superfici poliedriche, costituite da poligoni collegati in una rete (mesh). La
rappresentazione più usata nella stampa 3D è la mesh di triangoli, su cui si basano i file STL. Nel campo del CAD sono
molto utilizzate anche le superfici continue ‘smussate’ costituite da curve complesse come ‘spline’, superfici di Bézier e
Nurbs (non uniform rational basis splines), che consentono il massimo realismo nel rendering.
