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Animazioni 3d e visualizzazione tecnica di macchine industriali

Animazione 3D e macchine industriali

Il comparto delle ricostruzioni virtuali e dell’animazione 3D ha vissuto un necessario periodo di assestamento, quanto meno per quanto concerne l’utilizzo di video 3D nei processi di comunicazione. Facendo attenzione a non confonderla con il video stereoscopico e, più in generale, con la stereoscopia, la computer grafica 3D è stata interessata da notevoli sviluppi nel passaggio tra gli anni 90 e il 2000, finendo per trovare una propria, stabile, collocazione in settori high-end come gli spot televisivi e il cinema. Inoltre viene costantemente utilizzata nella visualizzazione architettonica.
Se ci fossero dubbi su cosa sia un video 3d, perchè sia diverso da un video stereoscopico o da un filmato vr,  questo articolo fa una panoramica e soprattutto ne descrive le differenze e i campi di applicazione.





 

Animazione, visualizzazione tecnica e stampa 3D

Similmente, forse perché utile e perché soddisfa un bisogno, vi è un settore in cui il video 3D è sempre molto sfruttato: la visualizzazione tecnica in ambito meccanico e di processo
La visualizzazione tecnica ha probabilmente saputo avvantaggiarsi della diffusione della stampa 3D, che ha semplificato la realizzazione di modellini in scala di componenti delle macchine industriali.
Tuttavia, bisogna dire che l’intuizione di Chris Anderson circa la libera condivisione dei modelli 3D, poi teorizzata nel suo libro “Makers, il ritorno dei produttori“, è ancora ben lontana dal realizzarsi.
Le animazioni 3D e le simulazioni riportano le informazioni necessarie per comprendere il funzionamento della macchina e le diverse fasi dei processi. Ogni marketing manager con un background tecnico che lavori all’interno dell’ industria meccanica sa bene quanto sia complicato dimostrare perché un sistema sia più efficiente di un altro; specialmente quando le differenze, più che risiedere nei visibili apparati meccanici o nei processi industriali, si riscontrano negli aspetti progettuali.




 

Video 3D e industria 4.0.

Ciò acquista ancor più rilevanza in una fase di transizione orientata alla produzione collaborativa tipica dell’industria 4.0, in cui il flusso di lavoro può fare affidamento su sistemi robotici, automatici o semiautomatici.
Facendo leva sulla simulazione 3D, è possibile ottenere un quadro schematico o realistico della macchina o della linea di produzione.
La maggior parte delle macchine e dei sistemi è composta da parti mobili le cui funzionalità operative possono essere enfatizzate e diffuse per scopi di marketing, visualizzandole o previsualizzandole prima della realizzazione, attraverso l’animazione tridimensionale dei sistemi cinematici.
Allo stesso modo è possibile mostrare ciò che non è immediatamente visualizzabile, perché nascosto o predisposto in punti che le normali telecamere solitamente non riescono a raggiungere. Ecco il principale motivo per cui, da sempre, si fa ricorso nei video aziendali all’ animazione 3D o virtuale.




 

Valori e costi

Bisogna dire che si tratta pur sempre di una tecnica di visualizzazione che ha un costo non trascurabile: da una parte è avvenuto un forte ridimensionamento del fattore umano, con il conseguente abbattimento dei valori annessi, specialmente in Italia; dall’altra, il costo del processo di calcolo, ovvero il rendering, non ha subito variazioni sostanziali.
Ciò significa che il tempo impiegato dai computer per calcolare i fotogrammi necessari all’animazione è rimasto pressoché stabile. Se lo studio di animazione è provvisto di una propria renderfarm interna, tali calcoli possono essere effettuati “in house”; in caso contrario, possono essere esternalizzati a servizi terzi, che possono fare affidamento su economie di scala invidiabili. Inoltre, il valore del consumo dell’energia elettrica necessaria rimane invariato. Un fenomeno che ricorda molto da vicino il processo di mining del Bitcoin.





 

Modelli tridimensionali da cui partire

Il modello di riferimento – ovvero il modello (o i modelli) da cui si inizia il lavoro – è un aspetto critico per la visualizzazione tridimensionale di elementi tecnici del mondo industriale. Ci sono ottime possibilità che ogni pezzo esista già, in quanto progettato e realizzato in 3D dall’ufficio tecnico. Tuttavia, si tratta con una certa frequenza di modelli dalla complessità troppo elevata, con parti ininfluenti ai fini dell’animazione 3d e che necessitano di essere puliti.
Uno studio di animazione 3d, in questo articolo sui  video 3D per il settore industriale presenta diversi link utili per capire quali siano le procedure corrette per trasferire ed esportare i modelli dai programmi di progettazione, in cui vedono la luce, verso i software di animazione 3D. Pur tenendo bene a mente che l’utilizzo di software come Meshmixer o Rhino presentino non pochi vantaggi. Oltre ad un utile calcolatore di tempi di rendering.




 

Un esempio

Un esempio degno di interesse potrebbe essere l’animazione 3D realizzata per mettere in mostra come si comporta un sistema di lubrificazione minimale. Questo è un impianto che mette a disposizione microportate di una combinazione di aria e olio per la lubrificazione di macchine industriali che girano a grandi velocità. In tal caso, la ricostruzione virtuale – oltre a mostrare come l’olio riesca a giungere a destinazione sotto la spinta dell’aria – si è anche rivelata estremamente utile per evidenziare come dei sensori ottici siano in grado di stimare con esattezza le quantità che attraversano tubi dal diametro ridotto: qui cui non sarebbe stato possibile inserire una camera reale, neanche se di ridotte dimensioni.