Un breve video che mostra l’impiego simultaneo di 8 scanner Artec L per l’acquisizione integrale del modello 3D di un corpo umano nel tempo record di 5 secondi.
Impiego delle nuove tecnologie di scansione 3D Artec senza contatto nella terapia dei grandi ustionati
Nella terapia delle grandi ustioni, in particolare della faccia e del collo, vengono utilizzate maschere ed altri indumenti che hanno lo scopo di mantenere protetto, piatto e liscio il tessuto durante il processo di cicatrizzazione effettuano una compressione locale controllata.
A seconda dell’area interessata, questi indumenti possono essere maschere, body, pantaloni e guanti.
In alcuni casi vengono tutt’ora usati indumenti di compressione in tessuto, ma questi risultano meno efficaci, in quanto la pressione esercitata sulle aree da trattare è inadeguata, e risultano esteticamente più evidenti rispetto alle maschere siliconiche trasparenti, con negativi effetti psicologici.
Apparse intorno al 1975, le maschere trasparenti (TFO – Trasparent Facial Orthosis) si sono rapidamente diffuse: sono meno visibili delle maschere in tessuto, ed attraverso la trasparenza del materiale il terapista può controllare come la maschera comprime le cicatrici.
La maschera viene indossata dopo un’ustione profonda, con eventuale trapianto di pelle. Aiuta considerevolmente la guarigione, riducendo significativamente il numero e l’importanza delle cicatrici. La maschera viene indossata 18-20 ore al giorno per 18-24 mesi, o fino a quando l’innesto non è maturo e guarito.
Questo è un nuovo trapianto, subito dopo l’innesto. 
Nell’immagine, l’innesto appare maturo, circa due anni dopo l’infortunio. La pelle è in via di guarigione completa, ed appare morbida, piatta e di colore chiaro.
Alcuni centri per grandi ustioni utilizzano ancora maschere in tessuto, realizzate con lo stesso tessuto elastico impiegato per altri indumenti di compressione.
L’efficacia terapeutica delle maschere trasparenti ha tuttavia un prezzo da pagare: per realizzarle, è necessario effettuare un calco del volto del paziente.
La realizzazione del calco non è particolarmente dolorosa in se, ma comprensibilmente intervenire sulla cute lesa può generare un vero e proprio terrore, specie nei bambini che frequentemente debbono venire addormentati.
Il primo passo per la realizzazione è cospargere con un sottile strato di vaselina il volto e le orecchie del paziente. Successivamente il volto viene coperto con una sostanza gommosa chiamata Jeltrate, dalla consistenza simile ad una densa zuppa d’avena, utilizzata con diverse preparazioni anche per i calchi dentali.
Per consentire al paziente di respirare, vengono inseriti sottili tubetti nel naso. Una volta che il Jeltrate si solidifca, il calco viene rinforzato con strisce di gesso, che indurisce in ulteriori dieci minuti. La maschera viene quindi rimossa: il suo interno l’impronta del volto. Successivamente, la maschera viene riempita con gesso liquido, che quando si solidifica rappresenta una copia fedele del volto del paziente.
Questa copia positiva viene pulita e levigata. La maschera vera e propria viene ottenuta scaldando un foglio di plastica biocompatibile trasparente, che viene premuto e tirato sulla testa di gesso, o adattato a quest’ultima con un processo di termoformatura sottovuoto.
Una volta raffreddata la maschera, vengono praticati i fori per la bocca ed il naso, e per gli elastici di fissaggio. Nel corso della terapia, il medico controlla i livelli di pressione nelle varie zone ed interviene periodicamente per modificare la maschera. Con la maturazione del tessuto dell’impianto, la necessità di revisioni diviene meno frequente.
Il disagio della maschera è relativo, se ci si abitua ad essa. Tuttavia, se viene indossata soltanto per le occasionali visite di revisione è dolorosa.
Quali benefici comporta l’uso della scansione 3D
Come si è potuto capire, il procedimento tradizionale della realizzazione della maschera è piuttosto complesso, ed impone un notevole fastidio per il paziente e la necessità di svariati interventi “artigianali” .
La tecnologia di scansione 3D e successiva prototipazione elimina sia gli uni sia gli altri.
Anziché effettuare uno sgradevole calco, il volto del paziente viene acquisito con uno scanner tridimensionale. Il procedimento non implica alcun contatto con la pelle e dura al massimo 1-2 minuti.
Il modello ottenuto viene “invertito” via software (da negativo a positivo), ed inviato ad una macchina a controllo numerico che asporta da un blocco di resina tutto il materiale in eccesso, producendo direttamente il solido della testa. Su quest’ultimo, che è perfettamente fedele e “pronto all’uso”, viene realizzata la maschera vera e propria con una termoformatura sottovuoto. Nessuna finitura è necessaria: anche i fori di respirazione e di fissaggio degli elastici sono realizzati dalla macchina.
Le speciali funzionalità del software consentono di comparare scansioni effettuate in tempi diversi e monitorare accuratamente lo spessore della pelle nelle varie zone durante il processo di ricostruzione. Così, anche gli interventi per variare la pressione della maschera nelle diverse aree risultano più precisi e mirati.
SprutCAM: rimozione automatica delle aree residue
Un breve video che illustra una delle varie strategie per la rimozione automatica delle aree residue disponibili in SprutCAM. A differenza di altri software CAM, nei quali le aree da rimuovere vengono calcolate “empiricamente”, considerando il contatto in bitangenza dell’utensile con le superfici teoriche del modello, in SprutCAM il materiale residuo viene ricavato dalla differenza booleana tra il modello risultante dalla serie di lavorazioni precedenti ed il modello di lavorazione. Questo approccio consente di individuare con estrema accuratezza tutte le aree residue, non soltanto quelle presenti all’interno di cave e recessi non raggiungibili dagli utensili usati in precedenza. La tolleranza di individuazione delle aree può essere impostata in modo arbitrario, utilizzando il supporto della comparazione colorimetrica tra modello e parte, per consentire di bilanciare nel modo più opportuno i tempi di lavorazione e la qualità di finitura desiderata.
SprutCAM – Kuka Robot KR60
Realizzazione di un modello organico con un robot Kuka KR60 programmato con SprutCAM V8.
SprutCAM – Robot Fanuc 5D
Contornatura eseguita con un robot Fanuc 5D con SprutCAM V8
SprutCAM – realizzazione di un creatore su Mori Seiki NT4520
Un recente video pubblicato da SprutInfo relativo alla realizzazione di un creatore di ingranaggi su Mori Seiki
Scansione e stampa 3D a colori di modelli di persone
La disponibilità di abbordabili sistemi per la scansione e successiva stampa 3D a colori ha stimolato l’immaginazione di diversi imprenditori, che si accingono a fornire un servizio di “ritratti 3D”. Dopo i primi pionieri, apparsi in Giappone e successivamente in Spagna, anche in Italia questi servizi si vanno diffondendo molto rapidamente.
Il mercato sembra assai promettente, ed offre ai tradizionali professionisti dell’immagine, i fotografi, che hanno subito un forte impatto negativo nel loro business a causa della diffusione della fotografia digitale, la possibilità di offrire un prodotto davvero innovativo, proponibile per una vasta serie di occasioni: matrimoni, comunioni, cresime, feste dei 18 anni, pensionamenti, etc.
La procedura è semplice: il soggetto viene acquisito con uno scanner manuale a luce strutturata (assolutamente innocuo) in pochi minuti. Il modello virtuale ottenuto viene stampato con una stampante 3D a colori. L’investimento complessivo è modesto, allineato a quello delle consuete attrezzature fotografiche professionali. Ma non è tutto: è anche possibile dotarsi dei soli strumenti per la scansione, riducendo considerevolmente i costi, ed inviare i file a service di stampa che producono fisicamente il modello, a prezzi modesti. ShareMind ha organizzato una rete di fornitori di servizi di stampa 3D a colori sul territorio, alla quale i fotografi che hanno implementato la stazione di scansione possono rivolgersi.
Ecco uno dei primi video apparsi sulla rete relativo a questa tecnologia. Attualmente, lo scanner utilizzato (Artec MHT nel video) è stato aggiornato con il modello Artec EVA; ancora più accurato e caratterizzato da vibranti colori.
Scanner Artec EVA nella chirurgia plastica
Tra le molte caratteristiche peculiari dello scanner Artec EVA, la velocità e semplicità di acquisizione, la possibilità di accedere facilmente a qualsiasi area, il tipo di tecnologia assolutamente innocua per la vista lo rendono lo strumento ideale per applicazioni medicali legate alla scansione del corpo umano.
Oltre a molteplici applicazioni in campo ortopedico, ortesico e protesico, EVA viene frequentemente applicato nella chirurgia plastica. I benefici sono molti.
- I tempi di scansione, generalmente inferiori al minuto, non impongono al paziente lunghe sedute in condizioni di immobilità né fastidiosissimi calchi in gesso
- Il tempo di postprocessing (circa 5 minuti) consente di fornire pressoché immediatamente al paziente i risultati dell’esame
- Il medico può effettuare un “intervento virtuale” con uno tra i tanti software di modellazione organica disponibili.
- Il paziente viene protetto, consentendogli di prendere una decisione informata.
- Anche il medico viene protetto: potrà fornire al paziente aspettative realistiche, prospettandogli un “prima e dopo” l’intervento.
- Il medico disporrà di una efficace documentazione per progettare l’impianto.
- Il cliente potrà vedere in anteprima come apparirà dopo l’intervento.
- La documentazione sarà utile per proteggere il medico da eventuali azioni legali.
GROW: un interessante progetto di fresatrice professionale portatile
La fresatrice portatile GROW
Un interessante prototipo di fresatrice portatile, sviluppato da Michael Warren al Royal College of Art’s InnovationRCA.
La macchina montata e pronta all’uso
Il sistema, modulare ed espandibile, presenta molte innovazioni in corso di brevetto:
- l’assemblaggio dei componenti è veloce ed accurato, assistito da accoppiamenti magnetici che assicurano il perfetto allineamento tra le parti
- lo speciale carrello permette di compensare imperfezioni nel grezzo
- le dimensioni del grezzo sono illimitate
Simpatico il video, con una colonna sonora di Johnny Cash:
Come suonerà mai una chitarra realizzata con una stampante 3D?
La diffusione di stampanti 3D DIY avrebbe dovuto portare ad un’esplosione di creatività. Purtroppo, spesso non è così: si continuano a vedere banali cover per cellulari e improbabili “gioielli”, come se le reali potenzialità di questi dispositivi non fossero ancora state totalmente comprese dagli utilizzatori, spesso persone appassionate più di tecnologia che di design. Ma ogni tanto c’è qualche interessante eccezione.
Olaf Diegel ad esempio ha realizzato diverse chitarre elettriche (perfettamente funzionanti) con una stampante 3D. Il primo modello apparso, “Americana”, è stampato a stelle e strisce.
La chitarra “Americana” di Olaf Diegel
In perfetta sintonia con la versatilità della prototipazione additiva, che consente di realizzare complessi dettagli, l’interno della chitarra è letteralmente pieno di icone del mito americano, inclusa la statua della Libertà:
Il complicato interno della chitarra
Dopo questo primo esperimento, Olaf ha realizzato diversi altri modelli, con un look non convenzionale, derivato dalla classica silhouette:
“Semiacustica Jazz” in versione “traforata”
Niente male davvero. Ma certo, alla fine la cosa più importante è il suono. Ed ecco Olaf con una delle sue chitarre:
Certo, sarebbe stata preferibile una registrazione di migliore qualità prima di emettere un verdetto finale, ma la prima impressione è molto promettente. Olaf rivela comunque che la costruzione del manico e della struttura è realizzata in solido legno: non c’è soltanto plastica nei suoi modelli!