I visitatori dello Zoo di Praga possono godere di uno spettacolo insolito: una replica a grandezza naturale di un teschio di Triceratopo. Abbiamo usato la fotogrammetria per creare una copia 1:1 di un vero teschio di dinosauro e l’abbiamo stampata in 3D sulle nostre stampanti 3D Original Prusa XL. La scultura finale di 226×153 cm è una delle più grandi che abbiamo mai stampato e pesa oltre 66 chilogrammi (145 libbre) senza il supporto. Diamo un’occhiata a come l’abbiamo realizzata!

Quanto possono essere grandi gli oggetti stampati in 3D?

Se vi capita di visitare Praga, in Repubblica Ceca, potete iniziare il vostro viaggio addentrandovi nella storia molto più di quanto le belle strade della Città Vecchia possano offrire. Quasi accanto all’aeroporto di Praga, si trova il POP Airport Shopping Center che nasconde un segreto unico tra i suoi numerosi negozi di abbigliamento e cosmetici: un museo dei dinosauri chiamato Dinosauria.

Con fossili reali risalenti a 154 milioni di anni fa e molti modelli a grandezza naturale (e realistici), la mostra ha qualcosa per ogni fan di Jurassic Park. Anche noi ci siamo incuriositi, naturalmente, e una chiacchierata amichevole con il personale del museo ha portato rapidamente a due domande. La prima è stata: “Potete scannerizzare un teschio di dinosauro e trasformarlo in un modello 3D?” e un’altra domanda è seguita rapidamente: “Quindi, potete forse stampare una replica a grandezza naturale del teschio con le vostre stampanti 3D?”, alla quale il nostro collega ha subito risposto: “Puoi scommetterci le chiappe che è possibile”.

Beh, non si è espresso in questo modo, ma ci piace fingere che l’abbia fatto. In ogni caso, ne è scaturita una sfida amichevole: proviamo a scannerizzare un vero teschio di Triceratopo e a creare una replica stampata in 3D.

Vi presentiamo Trik il Triceratopo

Trik è il dinosauro che abbiamo scansionato nel museo. Il suo scheletro è stato trovato nella Formazione Hell Creek, nel Montana. Lo scheletro ha 66 milioni di anni ed è stato trovato in condizioni relativamente ben conservate. Lo scheletro di Trik mostra che era estremamente grande, circa il 30% in più rispetto alla norma per il Triceratops horridus. Lo dimostra soprattutto il suo femore, che misura 30 cm in più rispetto ad altri individui di questa specie – 132 cm, ovvero circa l’altezza di un bambino di nove anni. Trik poteva misurare fino a 9 metri di lunghezza e pesare circa 12 tonnellate, quanto tre elefanti indiani messi insieme. Le ammaccature e le ferite visibili sullo scheletro suggeriscono che sia sopravvissuto a molti attacchi nel corso della sua vita. Il grande foro nella cresta ossea è stato probabilmente causato da un T-Rex.

 

Il Triceratopo, che significa “faccia a tre corna”, era un dinosauro erbivoro che vagava sulla Terra durante il tardo Cretaceo, circa 68-66 milioni di anni fa. Questo iconico dinosauro è noto per il suo aspetto distintivo, caratterizzato da una grande cresta ossea sul retro del cranio e da tre corna facciali. Le due lunghe corna sopra gli occhi e una più corta sul naso hanno reso il Triceratopo uno dei dinosauri più riconoscibili e ben difesi del suo tempo.

Un fatto interessante sul Triceratopo è la sua mole, con alcuni individui che raggiungono una lunghezza di 9 metri e un peso di oltre 10 tonnellate. Questi potenti erbivori erano in grado di attaccare potenziali minacce o rivali, usando le loro corna per difendersi e per mostrare la loro supremazia. Fossili di Triceratopo sono stati ritrovati in Nord America, in particolare in regioni come il Montana, il South Dakota e il Wyoming, fornendo preziose informazioni sugli ecosistemi del tardo Cretaceo e sulla varietà di dinosauri che li abitavano.

Triceratops horridus, autore Nobu Tamura, con licenza CC BY-SA

Quattrocento foto

Esistono diversi modi per creare una replica digitale di un oggetto reale, ma solo due erano adatti a questo compito. Uno scanner 3D portatile o la fotogrammetria. Abbiamo scelto quest’ultima per la sua accessibilità. Se possedete una fotocamera DSLR e un PC moderatamente potente, potete farlo anche voi.

Abbiamo utilizzato una Fujifilm X-H1 per scattare quasi 400 foto digitali dell’intero scheletro del Triceratopo. Queste sono state poi ridotte a 250 foto migliori che abbiamo infine inserito nel noto software Reality Capture. Questo pacchetto software può analizzare centinaia di foto e trasformarle in oggetti 3D dettagliati. Tuttavia, tutto ciò ha un certo costo: abbiamo dovuto impiegare una potente GPU GeForce RTX 3080 per elaborare le foto in un tempo ragionevole. Nel nostro caso, il risultato è stato un modello con 5.219.328 triangoli, perfetto perché avevamo bisogno del massimo dettaglio possibile. Una piccola curiosità: nonostante ci fossimo concentrati sul cranio, le foto erano sufficienti per ricostruire abbastanza bene anche il corpo. Ma a noi interessava soprattutto il cranio, quindi abbiamo finito per tagliare il resto del modello.

A proposito, se volete dare un’occhiata al teschio, non esitate a farlo! Il modello è disponibile su Printables.com!

Tagliate il mio cranio a pezzi

L’enorme teschio doveva essere tagliato in blocchi più piccoli che potessero essere stampati su Original Prusa XL. Tecnicamente, avremmo potuto renderli ancora più piccoli, ma ciò avrebbe comportato un numero eccessivo di tagli. Anche con la grossa stampante XL, abbiamo finito per dividere il modello in 34 parti enormi.

Tra l’altro, la recente release di PrusaSlicer (2.6.1) presenta un sistema di taglio degli oggetti completamente rielaborato e notevolmente migliorato. Oltre al semplice taglio con un piano, lo strumento supporta ora anche funzioni avanzate, come la possibilità di aggiungere e configurare vari giunti che facilitano l’assemblaggio degli oggetti.

Alla fine sono stati necessari quasi due litri di supercolla per collegare tutto insieme. Il modello risultante misura 226×153 centimetri (7,4” per 5”) e pesa 29 chilogrammi. Tuttavia, c’era ancora qualcosa da fare.

Sopravvivere all’aria aperta

Sapevamo che il teschio sarebbe stato esposto nello zoo di Praga (uno dei migliori zoo del mondo) e che andava protetto dalle intemperie, dalle estati torride agli inverni gelidi, dalla pioggia alla neve. E, naturalmente, dovevamo coprire le giunzioni tra i singoli segmenti stampati. Per prima cosa, abbiamo applicato tre chilogrammi di laminato per sigillare la scultura.

Una volta che il modello era asciutto, lo abbiamo verniciato utilizzando due litri di vernice e le giunzioni sono state mascherate con lo stucco. Poi è stata la volta di alcune verniciature aggiuntive per rendere il teschio più realistico e invecchiato. Infine, il modello è stato ricoperto da tre litri di vernice trasparente anti-UV.

Fin dall’inizio avevamo previsto di mettere il teschio in esposizione. Per questo motivo, abbiamo montato sul teschio una speciale struttura metallica su misura che ha portato il peso totale a 66 chilogrammi (145 libbre). Per caricare la stampa su un furgone sono state necessarie quattro persone.

Arriva il teschio

L’installazione del teschio su un’imponente struttura di sostegno in acciaio, installata in anticipo nello zoo, ha richiesto l’intervento di quattro persone.

Grazie allo spesso rivestimento trasparente che protegge dai raggi UV, il teschio dovrebbe essere in grado di resistere senza problemi alle intemperie di tutto l’anno. Quindi, se vi capiterà di visitare lo zoo di Praga, potrete ammirare una delle più grandi stampe 3D che abbiamo mai prodotto.

Tra l’altro, il modello è stato tagliato in pezzi da uno strumento molto semplice come PrusaSlicer, le cui capacità sono state ampliate in modo massiccio nella recente versione 2.6.1. Tuttavia, ci sono molti altri cambiamenti, quindi non esitate a consultare il nostro articolo sul blog che copre tutte le novità più importanti.

Se si desidera stampare il teschio da soli, è sufficiente visitare Printables.com e scaricarlo gratuitamente!

Buona stampa!