挑戰: 在緊迫的工作期限內,快速、準確地對拆解車輛進行3D掃描,創建精確的CAD模型,用于制造各種小汽車、貨車、卡車和公共汽車的定制裝甲。
解決方案: Artec Leo, Artec Studio, Dassault Systemes CATIA V5
效果: 現在,有了Artec Leo,只需兩小時,就可以對拆解車輛、貨車或卡車進行亞毫米級精度的掃描,一輛接一輛。無需噴劑或標記。經過五個小時的處理,掃描結果就可以用于CAD。團隊之前的3D掃描儀需要噴涂噴劑、數以千計的標記,和整整一周來掃描此類車輛,額外還需要一周用于處理CAD的掃描結果。
為什么選擇Artec 3D? 作為100%無線且無需使用筆記本電腦的3D掃描儀,Leo可以隨時攜帶外出進行掃描項目。對初學者來說操作簡單,對于計量工程師來說又足夠強大,Leo為客戶提供了更精確、更快速地完成項目的優勢,從而降低成本,同時能夠在保證質量的情況下多承擔2到3倍的工作量。
當載滿兒童以及他們父母的小型廂式車拐過轉角時,兩名持槍歹徒正伺機而動。他們從停放的汽車后面走出來,舉起AK-103突擊步槍開火,掃射了3、4發子彈并快速接近車輛。
可是司機并沒有停車。幾秒鐘后,槍手的武器被打空了,布滿彈孔的小型廂式車飛馳而去,車窗破碎但保持完整,車內的所有乘客仍在恐慌之中,但沒有人員受傷。
防彈玻璃
裝甲車:不只是為教皇和總統服務
在世界各地,從烏克蘭到中東或其他地區,對裝甲車的需求從未如此之大。不僅是軍隊、政府和富豪,人道主義機構和團體也需要裝甲車將乘客安全運送通過危險的地區。
這些防彈車使用各種復合材料、鋼和陶瓷分別進行裝甲,足以阻止一系列的彈道威脅,從0.22到0.50口徑,具體取決于為每輛車選擇的裝甲水平。
目標是減少重量的同時實現保護。
將裝甲比喻成車輛定制的西裝,盡管是穿在里面的。出于某些原因,它必須盡可能合身。
Artec Leo對2022款豐田Hi-Lux車架進行3D掃描。圖片由A.B. Engineering提供
有時,出于明顯的成本原因,需要能夠在其原始位置重新安裝OEM內飾部件,并進行小的改動。而且,在檢查站(武裝槍手)和司機交談時,車輛需要看起來并不顯眼。
然后,一切就緒,乘客不會感到壓縮了自由空間。最后,裝甲是無法從外部察覺的,因此,即使是訓練有素的眼睛也無法將這種帶防護的小汽車、貨車和公共汽車與普通、未改裝的車輛區分出來。
這種“隱形要求”是由客戶根據特定任務、逐輛車定制的,要求說明車輛在多遠的可視距離下不被察覺。距離范圍從160英尺(50米)到站在車輛旁邊的近距離接觸。
為了完成這樣一個具有挑戰性的壯舉,首先必須將車輛拆成基本的框架和元件,并且盡可能準確地測量每個平方毫米。
Artec Leo掃描豐田Hi-Lux的車架。圖片由A.B. Engineering 提供
在接下來的階段,所有定制的裝甲元件都可以在CAD中設計并在嚴格的條件下制造,以便安裝它們并且將OEM零件放回原位,裝甲、門和車輛其他可能易受攻擊的部分之間幾乎沒有縫隙。
當無法完成時,就會制造新的定制內飾,以模仿OEM內飾,但會為裝甲預留更多空間。
對于小型車輛(例如豐田J79卡車)來說,這個過程可能需要1至2個月,而對于大型復雜的SUV(例如雪佛蘭Suburban)可能需要4個多月。
通過3D掃描進行車輛裝甲
以色列的機械工程公司A.B. Engineering Ltd.,自2012年起與領先的航空航天和國防公司合作。3D掃描是其綜合裝甲工作流程的基礎。
該公司創始人兼首席執行官Irakly (Ika) Baitish表示,“當涉及車輛裝甲,為了最大限度地保護乘客,以及保證發動機、傳動系統和車輛行駛的基本部件運轉正常,使車輛能夠逃離危險區域,以精確測量為基準是至關重要的。”
在Leo觸摸屏上查看Hi-Lux的3D掃描。圖片由A.B. Engineering提供
他繼續說:“這就是為什么我們選擇3D掃描作為測量媒介,有了它,我們可以獲得整個車輛的精確尺寸,包括通常用手動測量的棘手區域,如防火墻,將駕駛員和發動機艙隔開的部分。”
處理完車輛的3D掃描后,他們將掃描導出到CAD系統,Dassault Systemes CATIA V5中。
團隊使用掃描作為參考模型來設計即將制造的防彈板和其他裝甲部件,然后將它們虛擬安裝在車輛中,以確保最終結果在未來幾周內安裝裝甲后,保險杠之間沒有間隙。
尋找適合的3D掃描儀
并不是所有的3D掃描儀都是相同的。起初,Ika和他的團隊使用知名的高端便攜式3D掃描儀進行工作,該掃描儀需要大量標記和噴劑,以及一臺筆記本電腦、幾根線纜和220V電源。
當時一個典型的例子是,他們正在掃描需要裝甲的斯柯達Kodiaq拆解駕駛室和底盤。
在使用了3000多張貼紙和必要的噴劑后,他們花了整整兩個星期的時間進行掃描,但是得到的數據完全沒有達到所需的標準。
Artec Studio截圖:X光模式下,Leo掃描Hi-Lux后部的視圖。圖片由A.B. Engineering提供
在他們能夠自信地將掃描組合在一起并為CAD創建高精度3D模型之前,又進行了一周的數據清理和手動重新測量。
其中一位工作人員(不走運的)負責從車上撕除3000多個標記,然后進行清潔。不幸的是,一些貼紙在內飾板上留下了殘留痕跡,使其無法使用。
縱觀這些浪費的時間和精力,Ika明白,他們的3D掃描儀正在嚴重拖累團隊的工作。
Artec Studio截圖:X光模式下,Leo掃描Hi-Lux后部的視圖。圖片由A.B. Engineering提供
作為一個項目截止日期無法延遲的行業,每一天、每一個小時都可能造成重大影響。因此,項目完成后,Ika開始急切地尋找更好的3D掃描儀。
告別漫長的掃描、標記和噴劑
很快,他發現了Artec 3D的網站,注意到了Artec Leo,一款專業手持式3D掃描儀,多年來深受逆向工程、法醫、醫療健康和各個領域的歡迎。
Leo提供亞毫米精度的高分辨率彩色3D掃描,擁有觸摸顯示屏和內置電池組,100%便攜,具有高FPS捕獲率和大型掃描視野。
高速度掃描2022款豐田Hi-Lux
案例是A.B. Engineering自從采用Leo以來,工作流程得到了很大改進,他們最近的裝甲項目之一,要求掃描2022 Toyota Hi-Lux四門卡車的拆解駕駛室和底盤。
有了Leo在手,Ika和他的團隊著手展開工作,捕捉豐田汽車。僅僅兩個小時,既沒有使用一個標記,也沒有噴涂噴劑,他們就完成了全部掃描工作。
Artec Studio截圖:Leo掃描組合的Hi-Lux。圖片由A.B. Engineering提供
Artec Studio軟件只用了5小時就處理完掃描結果,并創建了STL文件,發送到CAD為Hi-Lux設計裝甲。
與之前的掃描儀花費一周的時間掃描,額外再用一周處理掃描相比,得到的結果幾乎相同,但質量有明顯提升,對比是令人吃驚的。
用Ika的話說,“回顧過去,Leo帶給我們難以置信的速度。通過Leo獲得的數據更加清晰,完全沒有偏差問題。”
Artec Studio截圖: X光模式下Leo掃描Hi-Lux內部的的視圖。圖片由A.B. Engineering提供
他繼續說:“我們的測量過程在時間和質量方面都有了顯著改進。Leo改變了工程輸出質量,彌補了縮小彈道間距所需的額外百分之幾的能力,這確實能夠挽救生命。”
“每一輛車都需要量身定制的方法”
對于他們裝甲的每輛車,Ika和他的團隊都會與客戶溝通,考慮所需的防彈保護程度、車輛的預期用途,以及時限和對二次車輛升級的期望。
考慮到后者,典型的裝甲工作能夠輕易的使車輛總重量增加500到2000磅(230到900公斤)。為了適應增重,有時需要使用特殊的重型制動器、車軸、變速器和傳動系統。
在 Artec Studio中輕松對齊Leo掃描的Hi-Lux。圖片由A.B. Engineering提供
“由于這種‘加強’車輛需要增加很多額外的重量,”Ika說,“這給我們帶來了更大的壓力,要求優化裝甲以實現輕的重量和高程度的防御能力。”
他繼續說:“現在我們有了Leo,達到這種峰值效果變得更快更容易了。”
只需點擊幾下,Hi-Lux的掃描件就能在Artec Studio中對齊。圖片由A.B. Engineering提供
由實彈射擊測試他們的工作
Ika和團隊對他們的工作充滿信心,無論項目規?;驈碗s程度如何,Leo讓他們更有自信。近期他們裝甲質量的展示足以說明一切。
他們改裝的一輛重型裝甲卡車進行了實彈射擊測試,各種武器向車輛發射了800多發口徑不一(最大.50)的子彈,穿透率為零。
Artec Studio中X光模式下Leo掃描的Hi-Lux的后部視圖。圖片由A.B. Engineering提供
而另一輛來自競爭公司的裝甲車也遭受了同樣武器的類似彈藥攻擊。造成了車身數百次穿透,難以想象的是,如果這是現實生活中的場景,則乘客生還的概率為零。
有Leo保證出行:為小汽車、卡車、公共汽車和飛機裝甲。
多年來,A.B. Engineering經驗豐富的工程師和技術人員團隊完成了眾多的裝甲項目,從簡單到復雜,適用于各種車輛、飛機和其他目標。
“因為Leo便于隨身攜帶,所以我們搭上航班,飛往下一個項目的任何目的地。到達時,我們知道會比以往更迅速地完成,所有的數據都會保存在Leo的SD卡上,十分清晰,隨時使用”,Ika說。
為CAD做準備:Artec Studio中Leo掃描組合的Hi-Lux截圖。圖片由A.B. Engineering提供
他繼續說:“無論去何處只需攜帶掃描儀,甚至不用筆記本電腦,這就是巨大的優勢,而無需掃描標記則是另一個巨大的優勢,因為無需對掃描的項目進行準備。這也意味著我們不會留下任何掃描過程的痕跡,有時這十分重要。”
全年穩定的客戶群和推薦流量
從商業角度出發,Leo使Ika和他的團隊更具競爭力。如今,在Leo的幫助下,每項包含3D掃描的項目都比從前節省了2周的工程時間。這使客戶能夠直接享受較低的價格,從而使公司擁有了全年穩定的客戶群和推薦流量。
Ika解釋說:“在我們采用Leo之前,3D掃描會占到客戶總成本的20%至30%,因為整個過程需要耗費大量的時間。自從有了Leo,掃描只占項目成本的5%至10%。因此,在某些情況下,我們能夠比使用普通3D掃描儀的競爭對手,就像我們以前使用的那款,減少收取20%的費用。”