概要:零部件不僅難找還很昂貴。通過3D掃描進(jìn)行逆向工程,被證明是一種很有效率的方法。
目標(biāo):使用Artec Eva和Space Spider掃描一輛1937年版的Ford Eifel古典車,并為打印、鈑金沖壓模具和零部件制作萬完美的3D模型。
使用工具:Artec Eva, Space Spider, Artec Studio
Classic-Car.TV在慕尼黑工業(yè)大學(xué)使用Artec 3D掃描儀對(duì)一款1937年產(chǎn)的福特Eifel老爺車進(jìn)行了數(shù)字化工作。
我們?cè)撊绾尾东@一輛罕見老爺車現(xiàn)狀,獲得精確測(cè)量值,維護(hù)好并留給子孫后代,或者如何確保經(jīng)歷車禍或其他損害的情況下,我們可以找到相應(yīng)的零部件? Classic-Car.TV團(tuán)隊(duì)對(duì)這類問題再熟悉不過了。他們對(duì)于所有經(jīng)典車型都熱情滿滿,在Classic-Car.TV網(wǎng)站上發(fā)布各類文章、圖片和視頻,為讀者帶來了老爺車的奇幻世界。Classic-Car.TV每周發(fā)布不同新聞,月受眾量可達(dá)30萬。
老爺車3D掃描的目標(biāo)與優(yōu)勢(shì)
Classic-Car.TV團(tuán)隊(duì)現(xiàn)正在開發(fā)老爺車3D模型數(shù)據(jù)庫,1937福特Eifel正是其中之一。這款車型有一塊獨(dú)特的Gl?ser底盤,被認(rèn)為是獨(dú)一無二的一塊部件。
以前,所有老爺車都使用模板手動(dòng)捕獲:模板會(huì)被置于車輛周圍,然后一部分一部分繪制出來。隨后,根據(jù)生成的截面制作木質(zhì)框架,最終生成車輛的外形。盡管這種方法依然十分普遍,但這么做成本高,耗時(shí)久,且精度不穩(wěn)定。
而和傳統(tǒng)方式相比,3D掃描儀可以節(jié)省不少時(shí)間和金錢,渲染出更精準(zhǔn)的效果。各個(gè)部件的單獨(dú)掃描也可用于逆向工程,檢查修復(fù),以制作零部件。這對(duì)于諸如福特這樣的獨(dú)特車型非常重要,尤其在損傷出現(xiàn)后。這輛車遺失了原配的可伸縮車頂,但現(xiàn)在,我們可以重新復(fù)制了。此外,車主還可以精準(zhǔn)記錄這輛車的狀況,包括3D測(cè)量。這些數(shù)據(jù)還能用于3D打印——一款1:4的福特模型已經(jīng)完成。
Artec 3D:與MakerSpace的合作促成本次激動(dòng)人心的項(xiàng)目
福特Eifel數(shù)字化工作由位于UnternehmerTUM的MakerSpace高科技工作坊牽頭進(jìn)行,UnternehmerTUM是慕尼黑工業(yè)大學(xué)的創(chuàng)新中心。MakerSpace占地1500平方米,擁有采用現(xiàn)代化設(shè)備加工金屬、木材、紡織等其他多種物料的生產(chǎn)場(chǎng)地。Classic-Car.TV團(tuán)隊(duì)來到這里,希望能夠使用Eva與Space Spider掃描儀進(jìn)行3D數(shù)字化工作,而這些MakerSpace的掃描儀全部由Artec 3D提供。Classic-Car.TV團(tuán)隊(duì)來到現(xiàn)場(chǎng),希望使用Eva和Space Spider掃描儀為福特汽車進(jìn)行3D處理,掃描儀由Artec 3D為MakerSpace提供,并由Artec金牌經(jīng)銷商KLIB提供支持。
“我們?cè)诶蠣斳嚨男迯?fù)方法方面頗為了解,” Classic-Car.TV主編MacKenneth說道。“現(xiàn)在科技正在逐漸滲透該領(lǐng)域。”
掃描引導(dǎo)框架
3D掃描儀帶來高質(zhì)量數(shù)據(jù),展現(xiàn)極致細(xì)節(jié)
團(tuán)隊(duì)使用了Eva與Space Spider手持式3D掃描儀,盡可能多搜集這臺(tái)歷時(shí)80年之久的老福特?cái)?shù)據(jù)。車身信息越多,就更容易將掃描數(shù)據(jù)合成,制成完成3D模型。但另一方面,掃描次數(shù)不宜過多:每次掃描都會(huì)生成大量數(shù)據(jù),導(dǎo)致不得不使用高性能計(jì)算機(jī)。
但幸運(yùn)的是,福特車身表面使用的是啞光抗腐蝕基底,未進(jìn)行反光處理——也就是說,團(tuán)隊(duì)無需再使用防眩光噴霧,掃描過程極大簡(jiǎn)化。福特車身、內(nèi)部、木質(zhì)車架和車身底部的梯形車架均使用Artec Eva進(jìn)行掃描。這樣便可以得到精確的電子測(cè)量值,定位加固件,單獨(dú)加工零部件。但僅僅如此還不夠:老爺車還需要進(jìn)行拆解,使團(tuán)隊(duì)能夠掃描到難以觸及的部位。此時(shí),就需要Space Spider登場(chǎng),這是掃描細(xì)節(jié)的完美工具:它能以極高的精度捕獲每個(gè)部位。
掃描福特內(nèi)部
“使用Artec 3D掃描儀對(duì)我來說是一種全新的體驗(yàn),為我打開了無數(shù)可能,” Kay MacKenneth說道。“在過去,我們必須要使用模板才能測(cè)量老爺車,制作合適的模型。這種操作往往耗時(shí)數(shù)月,而且最終產(chǎn)生偏差的風(fēng)險(xiǎn)極大。在我看來,3D掃描儀完全應(yīng)該成為高級(jí)老爺車庫的必備工具。”
Artec Studio處理掃描
每份掃描都在3D建模軟件Artec Studio中進(jìn)行對(duì)齊融合。在數(shù)據(jù)處理過程中,每份掃描都經(jīng)過漏洞檢查。掃描福特進(jìn)行得十分順利,只有一些尖銳角落和孔洞因無法捕獲而進(jìn)行了一定程度的修復(fù)。處理完成后,就會(huì)生成點(diǎn)云、多邊形模型及紋理數(shù)據(jù)組。
全方位的3D數(shù)據(jù)使整個(gè)車輛的修復(fù)工作變得輕而易舉。1:1模型可用于制作3D打印、鈑金沖壓模具和零部件。得益于Artec 3D掃描儀,這款獨(dú)一無二的古董車得以完好無損地留給后世、車迷和車主。
“工作量是巨大的,因此掃描結(jié)果確實(shí)幫我們節(jié)省了幾個(gè)月的工作量,” Kay表示。2017年8月末,他在慕尼黑運(yùn)動(dòng)競(jìng)賽展(Concorso Competizione Sportivo)上, 以“未來與過去交匯”為口號(hào)展示了原始模型。
福特3D模型
Classic-Car.TV: 未來3D掃描項(xiàng)目
“我們目前和MakerSpace和Artec 3D一起,正在接手幾個(gè)項(xiàng)目,通過這些項(xiàng)目,我們把高科技手段與傳統(tǒng)專業(yè)修復(fù)工作結(jié)合到了一起,”Kay說道。“我們從部件重建開始,再到模具制造,最后到整車捕獲,以期能夠在車輛受損情況下重建車輛。這一點(diǎn)對(duì)于罕見車型非常重要。”
關(guān)于下一個(gè)項(xiàng)目,Kay提到了菲亞特600 Elaborazione Frua的掃描,這是一款由意大利設(shè)計(jì)師Pietro Frua設(shè)計(jì)的獨(dú)特車型。目前,這輛車的翼子板上少了轉(zhuǎn)向指示燈。它們的設(shè)計(jì)非常特別,現(xiàn)在可以通過3D掃描和逆向工程法重建。“我們也會(huì)掃描底盤生產(chǎn)過程中的其他模板,盡可能制作出說明性的材料,”Kay說道。