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关于三维扫描技术在超级跑车中应用

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关于三维扫描技术在超级跑车中应用

发布日期:2019-02-14 作者:无锡科泰工业设计有限公司 点击:


三维建模.jpg

三维扫描仪是计量设备

SMARTTCH三维扫描仪是通过投影到物体的表面来测量。光栅条纹的变形取决于曲率并被测量头内集成的CCD探测器记录。该设备可采集所有可见的表面。为了获取物体各个面的全面3d数据,扫描中需要用到转盘。转盘承载能力超过300公斤,直径只有50公分,这足以对大部分汽车部件进行完整的测量。

CCD探测器的图像会通过特殊软件算法被准换成点云,每个点云包含有通过XYZ轴描述的3d数据信息,经过后期处理后可以用于质量控制,出质量检测报告,在Arrinera公司的案例中是通过重新逆向设计并通过数控机床来加工模型。

对于500万或者1000万像素的分辨率单次测量的点云分别有500万或者1000万个点,像素数对决定了被测对象的扫描细节。在Arrinera的案例中,应用了1000万像素的三维扫描仪,因为需要精确的还原被测对象。

从两侧扫描离合器外壳,得到两个整体点云数据。每个点云有六个单独的测量幅面。扫描仪配合自动转盘使每个测量面初步对齐,其他对齐数据方式例如使用定位标记,形状拼接。

在SMARTTECH三维测量软件中对齐点云

在扫描过程中,通过SMARTTCH三维测量软件将点云转换成三角形网格。每台SMARTTCH三维扫描仪都配备了测量软件。在数据转换前,我们需要先调整测量结果,我们用三点法进行对齐,选择三个共同点。软件由此自动确定彼此的位置。我们的目标是获得扫描对象的整体点云数据。自动转盘的使用大大简化了对比结果操作的复杂性。

在把点云转换成三角形网格之前,我们需要用到全局对齐的功能,这是基于点的位置来精确的把所有点云跟另一个测量数据对齐。在这个阶段,我们必须清除不同数据带来的重叠区域。在这些操作之后,点云就转换成了三角形网格,Arrinera选择的stl格式,stl是当下最流行的三角形网格格式,能够兼容3D打印机和铣床。三角形网格也可以用作CAD建模的基础。Arrinera生成并调整了CAD模型,然后导入软件操作数控机床。3D扫描不仅降低了公司的预算压力,同时也使专用零件的制造成为可能。

逆向造型

用定位标记扫描大对象

因为物体的尺寸不同,在测量实验室用转盘进行三维扫描并不总是行得通,这就需要使用定位标记法,可以在产线上进行测量。第二个例子讨论了这个方法。在第一个复制品的生产过程中,尽管经过了长时间的设计过程,但不是所有部件都和最初计划的完全一样。

Arrinera的工程师就遇到了那样的问题。汽车左侧的底座被调整了用以优化结构。为了保持车辆的对称性,另一面的底座必须完全一样。Arrinera用的传统测量方法没办法获得完整的3d数据,因此他们决定用SMARTTECH的3D扫描技术。

因为MICRON3D green的外壳是碳纤维做的,因此可以在车间使用。内部的部件由F7级别的过滤器提供保护。耐用的机身外壳不仅保证了稳定性,而且保证了测量数据的高质量。另外,内部的减震系统也有效抑制了可能影响结果精度的振动。

现有底座的几何数据直接从实物原型中收集。Arrinera Hussarya在一个平台上,车门阻碍了接触底座。因为底座的尺寸远远大于三维扫描仪的可视范围,所以有必要使用具有定位标记功能的扫描法。

使用标记点的测量方法需要在扫描面上粘贴特殊的定位标记点。SMARTTCH3Dmeasure 三维软件操作三维扫描仪在两个独立测量面上找到五个共同点,然后将它们对齐。三维扫描仪操作员对他的产品有一个完整的视图,可以轻松地添加底座剩余的扫描部分。投影仪和ccd探测器之间的尖角使我们获得大量的几何数据。

用定位标记进行的三维扫描的结果是使没对齐的点云,在SMARTTCH3D软件中的进一步的后期处理,因为设计很直观,能够自动进行单独每一次的操作。在这种情况下,也有必要在Arrinera使用的Geomagic Design X中创建一个参考的CAD模型。该模型与制造必要零件的切割机和折弯机兼容。有了给定元素的CAD模型后就可以运用3D打印技术进行快速原型制造。Arrinera从波兹南一家叫OMNI3D的公司选择了这个方案,他们的旗舰产品Factory 2.0 能够运用熔丝制造技术生产巨大的3D模型。该装置用于快速成型,设计过程需要持续改进组件,这样就能一次生产多个而不止一个原型件。如果是用传统方法的话,将耗费大量时间和生产成本。

OMNI3D为Arrinera按1:1的比例打印镜框,该技术不仅可以让超跑生产商快速制作原型,也可以生产ABS的零部件。应用了3D打印技术后,Arrinera可以减轻零件的重量,这对于超跑来说是至关重要的,尤其是决定是否安装某个特定元素。设计和制造第一辆赛车不仅是一项工程,更是财务上的挑战。3D打印既节省了成本,又保证了数据获取,原型制造和生产上的精度。Arrinera运用了3D打印技术后,大大加快了原型制作的进度,为生产节约了时间。

本文网址:http://www.wxktdesign.com/news/384.html

相关标签:三维扫描技术,三维建模,苏州逆向设计,产品外观设计,逆向造型

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