I ricercatori usano la stampa 3D, la scansione e la modellazione per realizzare protezioni personalizzate per l’hockey su prato.
Praticare sport è molto divertente, può essere un ottimo allenamento, ma può anche essere pericoloso . Ecco perché si ricerca con la stampa 3D per migliorare gli equipaggiamenti protettivi .
Una coppia di ricercatori che sono membri della facoltà di tecnologia tessile dell’Università di Zagabria in Croazia ha recentemente pubblicato un documento, intitolato ” Tecnologie 3D nella modellizzazione individualizzata del proteggi torace “, sull’uso della scansione 3D, per la modellazione e la stampa delle protezioni toraciche nell’hockey su prato.
L’abstract recita: “Nel settore dell’abbigliamento, la scansione 3D del corpo umano viene digitalizzata, che viene poi utilizzata nei pacchetti di software per l’abbigliamento su misura. Fatta eccezione per l’industria della moda, vi è la necessità di indumenti protettivi individualizzati e la produzione di attrezzature anche in altri settori. La possibilità di applicare nuove tecnologie come la scansione 3D e la modellazione 3D degli elementi protettivi che possono essere realizzati utilizzando stampanti 3D è presentata in questo documento. Al fine di progettare un protettore del petto di hockey su campo, i soggetti maschi e femmine sono stati scansionati utilizzando un body scanner 3D in diverse posizioni specifiche per lo sport. La protezione del torace è stata costruita e modellata sulla base delle immagini digitalizzate. Sono stati utilizzati pacchetti software che consentono la preparazione di nuvole di punti del corpo umano digitalizzato per la costruzione del protettore, la sua modellazione e la preparazione di protezioni virtualmente progettate per la stampa 3D. Un protettore del torace individualizzato è modellato utilizzando un programma software chiamato Bender. Il protettore è integrato nell’articolo di abbigliamento, segue completamente la forma del corpo e fornisce la protezione necessaria. ”
Modellazione proteggi petto 3D secondo il corpo scansionato.
I corpi umani possono essere digitalizzati usando body scanner 3D, che formano le coordinate spaziali delle nuvole di punti che possono essere ulteriormente elaborate e hanno varie applicazioni nell’industria medica, scientifica, cinematografica e dell’abbigliamento. Queste nuvole di punti possono essere utilizzate durante le misurazioni o per una rappresentazione virtuale di come l’abbigliamento si adatta a una persona specifica. Non solo gli indumenti protettivi su misura si adattano meglio in questo modo, ma offrono anche una migliore protezione.
In termini di protezioni per i giocatori di hockey su prato, questi sono in genere realizzati con materiali polimerici che hanno elevata durata e fermezza, anche se i tessuti dovrebbero essere utilizzati anche a fini di protezione. Per modellare un protettore toracico per gli scopi specifici dell’hockey su prato, il team ha acquisito scansioni 3D dei personaggi in posizioni specifiche, preparato una nuvola di punti per la modellazione 3D della protezione del torace e creato un modello 3D per la stampa 3D. La scansione 3D è stata eseguita con il body scanner VisualSmart 3D dell’università, che ha portato “in una nuvola di punti contenente circa 500.000 coordinate spaziali”.
Con il pacchetto software ScanWorx, è stato necessario meno di un minuto per elaborare i dati e creare una nuvola di punti per la misurazione e l’estrazione delle forme del corpo; I software Meshlab e Blender sono stati utilizzati anche per la modifica della nuvola di punti e la modellazione 3D della protezione del torace.
Posizioni specifiche del corpo in cui viene scansionato il corpo.
“Quando si costruisce un protettore toracico individualizzato, possono essere applicati diversi metodi di modellazione 3D, a seconda del pacchetto software e dei dati di input utilizzati nella modellazione 3D. Quando si tratta di digitalizzazione del corpo umano, i dati ottenuti non sono completamente strutturati. È necessario trovare metodi di modellazione 3D che garantiscano forme adatte per la stampa 3D. Pertanto, è possibile definire un corpo geometrico semplice con dimensioni di oggetto finito che viene quindi modellato. Un cubo, un cuboide o una sfera vengono solitamente usati come base “spiegano i ricercatori. “Un altro metodo di modellazione 3D è una costruzione della base modellata secondo un oggetto scansionato. In altre parole, ha una propria forma e volume che è multipla e costruita a strati in un oggetto 3D. La terza possibilità di modellazione è la costruzione di una mesh strutturata che segue completamente l’oggetto 3D scansionato. Quando si definisce l’area per la quale si deve realizzare il protettore, viene determinato il volume del protettore. Le summenzionate procedure di modellazione 3D danno come risultato una mesh 3D strutturata adatta alla stampa 3D. ”
La modellazione 3D è stata utilizzata per creare una forma cuboide, che delinea la protezione del torace; un numero maggiore di spigoli all’interno del cuboide permetteva ai ricercatori di formare una maglia strutturata che definisse la forma esterna del protettore. Quindi il suo lato interno è stato modellato, secondo la porzione scansionata in 3D della nuvola di punti, per seguire con precisione la forma del corpo.
“Come risultato, sono state utilizzate funzioni che consentono la modellazione della mesh strutturata del protettore mediante la parte” imprinting “delle nuvole di punti nella forma predisposta per la protezione del torace”, hanno scritto i ricercatori. “Come etalon, la nuvola di punti del corpo umano scansionato in 3D è stata utilizzata nella posizione di scansione standard.”
Protettori del torace per corpi maschili e femminili realizzati su misura e preparati per la stampa 3D.
I test di adattamento virtuale hanno dimostrato che la protezione del torace per il lato opposto del corpo non poteva essere un’immagine speculare rispetto al primo, quindi è stata corretta in base alla forma del corpo. C’è anche una differenza di forma tra i protettori del torace per i corpi maschili e quelli per i corpi femminili, in particolare nella larghezza della spalla “e l’angolo con cui il protettore giace sul petto del corpo femminile”.
“Sulla base dei risultati presentati in questo documento, si può concludere che le tecnologie 3D possono essere utilizzate con successo nella modellazione di elementi di protezione per il corpo umano. La scansione 3D, la modellazione 3D e la stampa 3D richiedono la conoscenza della tecnologia 3D e il suo uso in ordine per sviluppare oggetti per scopi individuali “, hanno concluso i ricercatori. “I modellatori 3D del torace che modellano secondo forme reali del corpo e scopi specifici indicano la necessità di utilizzare sofisticate apparecchiature che forniscano una protezione adeguata. La modellazione di elementi protettivi può aumentare il livello di protezione, come mostrato, poiché l’asimmetria del corpo può essere presa in considerazione durante lo sviluppo, così come le posizioni specifiche del corpo in cui viene utilizzata la protezione. ”
Co-autori dell’articolo sono Paula Milosevic e Slavica Bogovic.
