BLACK FALCON porta la scansione 3D nei processi di ingegneria del motorsport
Nel motorsport, la disponibilità di dati geometrici accurati non riguarda soltanto la verifica dimensionale dei componenti. Può diventare parte di un processo più ampio che comprende controllo delle riparazioni, documentazione dello stato della vettura, reverse engineering, progettazione CAD e simulazione aerodinamica. È questa l’impostazione adottata da BLACK FALCON, squadra tedesca con sede a Meuspath, nei pressi del Nürburgring, che ha integrato nei propri processi tecnici le soluzioni di scansione 3D sviluppate da SHINING 3D.
La collaborazione tra BLACK FALCON e SHINING 3D, formalizzata nel marzo 2026 con la nomina di SHINING 3D a Official Technology Partner del team, riguarda diverse attività di ingegneria svolte sulle vetture da competizione. Tra queste rientrano l’analisi di telaio e strutture interessate da incidenti, il controllo delle superfici, la digitalizzazione di componenti aerodinamici, il reverse engineering e la preparazione di geometrie utilizzabili nelle simulazioni CFD.
Per BLACK FALCON, che opera da oltre vent’anni nell’ambiente del Nürburgring e ha conquistato due vittorie assolute alla 24 Ore del Nürburgring oltre a più di 300 successi di classe, lo scanner 3D diventa quindi uno strumento da officina e da reparto tecnico, anziché un’apparecchiatura confinata alle attività di metrologia.
Dalla vettura fisica a una rappresentazione digitale misurabile
Una delle principali differenze tra la scansione tridimensionale e una serie di misurazioni tradizionali riguarda la quantità di informazioni geometriche raccolte.
Calibri, dime e strumenti di misura convenzionali rimangono indispensabili, ma descrivono normalmente distanze, diametri, allineamenti o quote in posizioni definite. Una scansione 3D permette invece di acquisire una porzione molto più estesa della superficie del componente, generando una nuvola di punti e successivamente una mesh che rappresenta la geometria reale dell’oggetto.
Nel caso di BLACK FALCON, questo significa poter archiviare digitalmente la forma di elementi della carrozzeria, parti del telaio, strutture che hanno subito un impatto oppure componenti aerodinamici.
Il risultato non è semplicemente un’immagine tridimensionale. Il modello ottenuto contiene informazioni geometriche che possono essere misurate, confrontate e trasferite ad altri strumenti software.
La possibilità di conservare queste informazioni assume particolare interesse nel motorsport, dove lo stesso componente può essere sottoposto nel corso della sua vita operativa a vibrazioni, carichi aerodinamici, urti, variazioni termiche e sollecitazioni meccaniche. Disporre di una geometria acquisita in un determinato momento consente di costruire uno storico e, quando necessario, confrontare lo stato successivo del componente con quello precedente.
Il FreeScan Trak Nova utilizzato da BLACK FALCON
Tra i sistemi messi a disposizione di BLACK FALCON da SHINING 3D figura il FreeScan Trak Nova, progettato per attività di scansione e tracciamento dinamico.
Il sistema combina due dispositivi, TE Nova e UE Nova, che possono essere utilizzati in maniera complementare. UE Nova può operare come unità di tracciamento ma anche come scanner portatile destinato all’acquisizione di aree estese, mentre TE Nova può essere impiegato per lavorare su dettagli e zone che richiedono una maggiore risoluzione.
Secondo le specifiche dichiarate da SHINING 3D, FreeScan Trak Nova raggiunge una precisione di scansione di 0,02 millimetri e una velocità massima di acquisizione di 6,14 milioni di punti al secondo. Il campo visivo può arrivare fino a 2,6 × 2,2 metri, caratteristica utile quando il soggetto da digitalizzare non è un piccolo componente da banco ma una porzione significativa di una vettura.
Il sistema può inoltre funzionare senza collegamenti cablati tra gli elementi principali. TE Nova pesa circa 1,2 chilogrammi, mentre UE Nova pesa circa 1,6 chilogrammi. Sono caratteristiche che permettono agli operatori di spostarsi intorno alla vettura e raggiungere zone meno accessibili senza dover predisporre una stazione di misura fissa.
La scansione senza marcatori e la fotogrammetria video
Un altro elemento del FreeScan Trak Nova riguarda il sistema di tracciamento utilizzato durante l’acquisizione.
Nelle configurazioni compatibili, il sistema consente di eseguire la scansione senza applicare una grande quantità di marker direttamente sul componente. Questo può ridurre il lavoro preliminare soprattutto quando si devono acquisire superfici estese.
Per gli oggetti di grandi dimensioni, SHINING 3D ha integrato anche una tecnologia proprietaria di videofotogrammetria, indicata come VPG. Attraverso la combinazione tra acquisizione video e asta di calibrazione, il sistema può controllare la posizione dei riferimenti e mantenere la coerenza geometrica durante la digitalizzazione di aree più ampie.
La distanza operativa della fotogrammetria può raggiungere 3,5 metri. In un’officina dedicata alle vetture da competizione questo permette di acquisire non soltanto piccoli particolari, ma sezioni di carrozzeria e strutture del veicolo conservando un unico sistema di riferimento.
Controllare una vettura dopo un incidente
Una delle applicazioni più concrete documentate da BLACK FALCON riguarda una vettura gravemente danneggiata durante la 24 Ore del Nürburgring.
Il veicolo non venne sostituito integralmente, ma ricostruito. Una volta terminati gli interventi di riparazione, rimaneva però un problema tipico di questo genere di lavori: stabilire se la geometria delle zone interessate dall’incidente fosse stata ripristinata in maniera corretta.
Su una vettura stradale una piccola deviazione geometrica può avere conseguenze limitate. Su una vettura destinata a tornare sulla Nordschleife del Nürburgring, dove telaio, sospensioni, aerodinamica e pneumatici lavorano sotto carichi elevati, l’allineamento delle strutture assume un’importanza differente.
BLACK FALCON ha quindi utilizzato la tecnologia di scansione di SHINING 3D per digitalizzare le parti riparate e verificare geometricamente il risultato della ricostruzione.
La scansione aggiunge in questo caso un livello di controllo tra il lavoro svolto in officina e il ritorno della vettura in pista. L’obiettivo non è sostituire le verifiche meccaniche, strutturali o visive, ma disporre anche di una rappresentazione tridimensionale sufficientemente dettagliata da individuare eventuali deviazioni di forma e posizione.
Digitalizzare uno splitter invece di ricostruirlo manualmente in CAD
Un altro esempio riguarda lo splitter, componente aerodinamico installato nella parte inferiore del frontale della vettura.
Quando non è disponibile il modello CAD originale di un componente esistente, un progettista può essere costretto a ricostruirne la geometria partendo da misure manuali. Il procedimento è possibile per forme relativamente semplici, ma diventa più impegnativo quando la superficie presenta curvature, raccordi, profili aerodinamici e variazioni geometriche difficili da descrivere attraverso una sequenza limitata di quote.
Con la scansione 3D, BLACK FALCON può acquisire direttamente lo splitter fisico. Il componente reale diventa così il punto di partenza per la creazione della geometria digitale.
Il vantaggio è particolarmente evidente quando il pezzo installato sulla vettura non corrisponde più esattamente al progetto nominale oppure quando sono state effettuate modifiche durante la stagione. La scansione descrive la forma effettivamente presente sull’auto.
Questi dati possono essere utilizzati per controlli dimensionali, archiviazione, progettazione di modifiche o reverse engineering.
Da una mesh al modello CAD con EXModel
La scansione genera inizialmente una rappresentazione costituita da punti e superfici triangolate. Per molte attività di progettazione, tuttavia, è necessario trasformare queste informazioni in geometrie CAD più facilmente modificabili.
A questo scopo SHINING 3D sviluppa anche EXModel ed EXModel Pro, software destinati alla conversione delle mesh ottenute dalla scansione in modelli utilizzabili nei processi di progettazione e reverse engineering.
Il programma permette, tra le altre operazioni, di ripulire la mesh, eliminare dati anomali, chiudere fori, estrarre elementi geometrici come piani, cilindri, coni e sfere e creare sezioni utilizzabili per ricostruire il componente.
Per le forme più complesse sono disponibili strumenti per generare superfici libere e superfici NURBS adattate alla geometria acquisita.
In un’applicazione motorsport questo passaggio è importante perché permette di trasformare un pezzo fisico, magari realizzato anni prima o modificato senza aggiornare i disegni originali, in una nuova base digitale sulla quale gli ingegneri possono intervenire.
Il collegamento con le simulazioni CFD
La digitalizzazione dello splitter mostra anche come la scansione 3D possa entrare nel processo di simulazione aerodinamica.
Una volta acquisita e opportunamente elaborata, la geometria reale può essere utilizzata come base per calcoli CFD, cioè Computational Fluid Dynamics. Le simulazioni CFD consentono di studiare numericamente il comportamento dei flussi d’aria intorno a una superficie e di valutare gli effetti di modifiche geometriche prima di costruire fisicamente ogni variante.
Per BLACK FALCON questo significa poter partire dal componente effettivamente montato sulla vettura anziché da una ricostruzione teorica.
La scansione non sostituisce necessariamente prove fisiche o test in galleria del vento. Può però ridurre il numero di iterazioni necessarie e permette di analizzare configurazioni differenti prima di decidere quali meritino una verifica sperimentale.
In un settore nel quale realizzare prototipi, predisporre una sessione di test e utilizzare una galleria del vento comportano costi e tempi significativi, la qualità della geometria digitale disponibile all’inizio del processo assume quindi un valore concreto.
Reverse engineering e ricambi non più disponibili
Un ulteriore campo di applicazione riguarda i componenti per i quali non esistono più file CAD facilmente accessibili.
Nel motorsport questo problema può interessare vetture utilizzate per più stagioni, modelli fuori produzione, elementi personalizzati oppure parti modificate direttamente dalle squadre.
Digitalizzando un componente esistente, BLACK FALCON può conservarne almeno la geometria esterna e creare una base per la successiva ricostruzione CAD.
Una volta ottenuto un modello adeguatamente controllato, il componente può essere riprogettato, modificato oppure utilizzato come riferimento per produrre un ricambio con tecnologie tradizionali o additive, compatibilmente con materiale, funzione, regolamenti sportivi e requisiti strutturali.
È proprio in questo passaggio che scansione 3D e produzione additiva possono incontrarsi. Non significa che qualunque componente scansionato possa essere immediatamente stampato in 3D: prima devono essere valutati materiale, orientamento di produzione, tolleranze, carichi e processo di certificazione richiesto. La scansione risolve però uno dei problemi iniziali, cioè la disponibilità di una geometria digitale dalla quale partire.
Un archivio digitale dei componenti della vettura
La possibilità di conservare le scansioni introduce anche un’altra prospettiva: la creazione progressiva di un archivio digitale dei componenti.
Per BLACK FALCON, ogni scansione può diventare una fotografia geometrica dello stato di una parte in uno specifico momento.
Uno splitter nuovo può essere acquisito prima dell’utilizzo e confrontato con lo stesso elemento dopo diverse gare. Una zona del telaio può essere digitalizzata dopo una riparazione e nuovamente controllata dopo un periodo di utilizzo. Componenti modificati nel corso dello sviluppo possono essere archiviati insieme alle rispettive configurazioni.
Si crea così una documentazione tecnica che non dipende più soltanto dalla conservazione del pezzo fisico o dal disegno CAD nominale.
Il valore di questo approccio aumenta quando le informazioni vengono collegate alla storia operativa della vettura. Confrontare geometrie acquisite in momenti differenti può aiutare gli ingegneri a identificare deformazioni, usura o variazioni che con una semplice ispezione visiva sarebbero più difficili da quantificare.
La partnership tra BLACK FALCON e SHINING 3D
L’integrazione dei sistemi di scansione nasce dalla collaborazione avviata nel 2026 tra BLACK FALCON e SHINING 3D.
La partnership riguarda vetture come la Porsche 911 GT3 Cup e, più in generale, le attività di BLACK FALCON con automobili da competizione di Porsche e Mercedes-AMG. Le applicazioni indicate dalle due aziende comprendono ottimizzazione aerodinamica, ispezione di telaio e strutture, controllo delle deformazioni, reverse engineering e sviluppo di componenti.
SHINING 3D, fondata nel 2004, sviluppa scanner tridimensionali e software per metrologia industriale, ispezione, modellazione e reverse engineering. La collaborazione con BLACK FALCON permette all’azienda di utilizzare il motorsport anche come ambiente applicativo nel quale verificare i propri sistemi al di fuori di una sala metrologica, direttamente in officina e nelle attività collegate alle competizioni.
Per BLACK FALCON, invece, l’interesse consiste soprattutto nella possibilità di collegare più facilmente la vettura reale con gli strumenti digitali impiegati dagli ingegneri.
La scansione 3D come parte della catena digitale del motorsport
Il caso di BLACK FALCON mostra quindi un utilizzo della scansione 3D che va oltre la semplice produzione di un modello tridimensionale.
Il processo può iniziare dalla vettura fisica, passare attraverso l’acquisizione della geometria con il FreeScan Trak Nova di SHINING 3D, proseguire con il controllo dimensionale o la conversione della mesh attraverso software come EXModel e arrivare alla progettazione CAD, alla simulazione CFD o alla definizione di un nuovo componente.
La stessa base digitale può essere utilizzata anche per documentare una riparazione oppure costruire uno storico geometrico della vettura.
La scansione diventa così il punto di ingresso dei componenti fisici in un flusso di ingegneria digitale. Nel motorsport, dove modifiche, riparazioni e verifiche devono essere eseguite con tempi limitati e dove non sempre esiste un modello CAD aggiornato di ciò che è realmente installato sull’automobile, questa continuità tra oggetto reale e dati digitali può semplificare diverse fasi del lavoro tecnico.
Per BLACK FALCON, l’obiettivo non è quindi sostituire gli strumenti di progettazione, misurazione e collaudo già utilizzati, ma alimentare questi strumenti con una rappresentazione più completa della geometria reale della vettura. Da quel momento gli stessi dati possono servire per controllare ciò che è stato riparato, comprendere ciò che si è deformato, ricostruire ciò che non è più disponibile e studiare ciò che dovrà essere modificato.
” Questo articolo è stato redatto con il supporto di strumenti di intelligenza artificiale (AI) “
