對定制汽車底盤的高精度3D掃描，無貼點就是省心、復雜結構也可勝任
時間：2021-12-21 11:47 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
案例概要
挑戰：一家領先的高性能底盤設計公司需采用新方式，大幅提升日常項目工藝速度，同時不犧牲準確度和安全性
解決方案：Artec Eva、Artec Studio、Geomagic Design X
效果：采用Artec Eva進行3D掃描，數字捕獲車身、零部件，設計完美貼合的定制底盤和FEA強化后的汽車部件，用于賽車和特殊項目，包括美國SEMA改裝展，節省了幾小時到幾天的時間。
Jason Heard和合作伙伴Jack Fisher多年來制作了幾百個高性能底盤，沒有一個出現過問題，但是他不想犧牲睡眠。
要說汽車會發生哪些故障，特別是在野外或賽道上馳騁時，除了嚴重的撞車事故，一般故障不會對司機造成生命危險。無論是爆缸、電氣系統故障還是變速箱損壞，幾乎都不致命。但底盤故障，基本都是很嚴重的。
所以，現代高性能底盤設計領域變得越來越火。如果設計的底盤太輕，那強度和安全性就不如人意。但如果使用更多更堅固的材料，底盤性能必然受到影響。多年來，南加州的Tekk Consulting Inc底盤設計師始終為定做的每一款底盤追求最佳強度質量比。
他們在業內被稱為“能搞定事”的人，客戶必須提前幾個月預定，他們源源不斷地服務私人客戶和一些業內大咖，包括幾家大型原始設備制造商。
但事情并非一直這么順利。Tekk Consulting Inc已經從事了十多年的底盤設計，2018年，他們遭遇了瓶頸。盡管技術方面無懈可擊，但他們卻始終在和時間賽跑，只有這樣，才能以一貫的高標準交付項目。
當時的情況，已經不允許服務新客戶了，這也就意味著他們不能再承接大型項目，無法在競爭激烈的底盤設計行業脫穎而出。
于是Jason和Jack從頭到尾徹底反思了自己的工藝流。他們開始尋找更快更緊湊的新方式，同時不犧牲分毫品質。他們思考的第一個問題就是如何測量車身和零部件。卡尺、卷尺和直尺是他們之前采用的傳統測量方式，以確保數值準確無誤。但這一過程非常耗時，不同項目可能要耗費幾小時到幾天不等。
上網搜了一下，他們發現有些汽車定制廠商不再使用手動測量法，而采用3D掃描。每個項目都能節省幾個小時。反復搜索后，他們找到了Artec 3D網站。
Artec Eva一下吸引了他們。Eva是一款輕質手持式3D掃描儀，每秒捕獲數百萬點，幾分鐘后即可為汽車部件和其他物體制作出高度準確的3D模型。于是，他們致電當地的Artec經銷商，預約一次現場演示。用Heard的話說，“搞定了。演示開始15分鐘后，我們就清楚，這個問題解決了。立馬支付購買。也不用什么培訓，很容易上手。甚至不需要看使用說明。買完后，我們整個下午都用它在車間掃描。那天結束時，我們已經完全掌握了新工藝。”
從那以后，Tekk Consulting Inc開始每天都離不開Artec Eva，完成了數百個項目，包括Brad Deberti的《The Performance Truck》，為10家頂級汽車制造商提供服務，包括各類底盤、肌肉車、各類SEMA項目等。
Heard解釋道，“如果問業內任何一個人，隨便哪個人，他們都會說：名聲就是一切。不管什么原因，只要出了問題，最好還是乖乖退出這行。所以干這一行，沒什么捷徑可走，安全第一，永遠不要眼高手低。”
他繼續補充道，“Artec Eva讓我們能實現更多，做得更好。同時，不犧牲準確度或安全性。事實上，我們能對任何車體結構、部件幾何完成數字采集，無論有多復雜。又快又精準。”
Heard這樣描述Eva的掃描工藝：
“對于零部件，我先做個旋轉臺，把部件放上。如果部件反光，我再用一點嬰兒爽身粉或其他消光噴霧。這大概只增加了1/5000的涂層厚度，所以不影響掃描質量。”
他繼續補充道，“接下來掃描部件，一面掃描兩次，另一面再兩次，確保沒有遺漏。對于機械部件，比如螺栓孔之間的精確距離以及孔本身的大小，我會先用千分尺測量，然后在Geomagic Design X中畫出來。非常簡單快捷。”
“掃描車身和駕駛室時”，Heard說道，“我們通常先進行一個整體的‘幾何采集’，也就是先采集整體結構。然后，我們再回頭掃描每一塊。之后將這些掃描與第一次的掃描對齊。之后我們在Artec Studio中處理掃描。”
他解釋了Artec Studio中的處理流程：“我用了橡皮擦，可以輕松擦除不需要的部分。比如旋轉臺底部、道具等等。時間如果不充裕，我就進行自動對齊，否則我會手動處理，全部對齊后，進行全局配準等操作。”
“但對于大型駕駛室和結構，我不會進行全局配準，只做尖銳融合，因為這項功能就能把所有數據拼接起來，效果還很不錯。”
然后，他們把掃描導出至Design X/SOLIDWORKS 2020，繪制底盤。
Eva幫助Tekk Consulting Inc設計出內部空間最大的卡車（@ThePerformanceTruck），“底盤圓管完美貼合卡車外殼，”這樣的話駕駛室空間也更大，駕駛員頭部就能離底盤更遠。從安全角度來看，用Heard的話來說，“這太關鍵了。”
若遭遇不幸，出現翻車，我們只能盡可能加大司機和底盤間距。借助Eva，我們可以把這個距離做到最大。“這對我們而言是最大的亮點。得到完美車身掃描后，直接就能設計出像手套般貼合的底盤。”
問原始設備制造商索要CAD文件時，每個汽車定制商一定都經歷過那種漫長的等待，令人沮喪。更糟糕的是，如果項目交期將至，客戶天天給你來電，這種時候，耐心就消磨殆盡了。
Heard說道，“如果必須先拿到CAD才能開始，那我們是沒法完成交期的，絕無可能。現在我們不用等了。只要自己掃描就行，無論是保時捷、豐田還是一些部件，都行。”
他繼續補充道，“等我們拿到姍姍來遲的CAD文件，再和Eva掃描一對比，你猜怎么著？哇！簡直一模一樣，毫無例外。起初我們還很驚訝，但幾百個項目過后，我們都習慣了。現在我們不等CAD文件了。直接掃描，開始設計。就這一步都幫我們節省了幾天時間。”
挑戰：一家領先的高性能底盤設計公司需采用新方式，大幅提升日常項目工藝速度，同時不犧牲準確度和安全性
解決方案：Artec Eva、Artec Studio、Geomagic Design X
效果：采用Artec Eva進行3D掃描，數字捕獲車身、零部件，設計完美貼合的定制底盤和FEA強化后的汽車部件，用于賽車和特殊項目，包括美國SEMA改裝展，節省了幾小時到幾天的時間。
△探索頻道的熱播節目Twin Turbos Doug & Brad DeBerti的主持人和Jack Fisher使用Artec Eva掃描
Jason Heard和合作伙伴Jack Fisher多年來制作了幾百個高性能底盤，沒有一個出現過問題，但是他不想犧牲睡眠。
要說汽車會發生哪些故障，特別是在野外或賽道上馳騁時，除了嚴重的撞車事故，一般故障不會對司機造成生命危險。無論是爆缸、電氣系統故障還是變速箱損壞，幾乎都不致命。但底盤故障，基本都是很嚴重的。
所以，現代高性能底盤設計領域變得越來越火。如果設計的底盤太輕，那強度和安全性就不如人意。但如果使用更多更堅固的材料，底盤性能必然受到影響。多年來，南加州的Tekk Consulting Inc底盤設計師始終為定做的每一款底盤追求最佳強度質量比。
△Tekk Consulting 使用Artec Eva為Brad DeBerti的《The Performance Truck》節目制作的數字渲染
他們在業內被稱為“能搞定事”的人，客戶必須提前幾個月預定，他們源源不斷地服務私人客戶和一些業內大咖，包括幾家大型原始設備制造商。
但事情并非一直這么順利。Tekk Consulting Inc已經從事了十多年的底盤設計，2018年，他們遭遇了瓶頸。盡管技術方面無懈可擊，但他們卻始終在和時間賽跑，只有這樣，才能以一貫的高標準交付項目。
△Artec Eva掃描1990福特Bronco部件后的數字渲染
當時的情況，已經不允許服務新客戶了，這也就意味著他們不能再承接大型項目，無法在競爭激烈的底盤設計行業脫穎而出。
于是Jason和Jack從頭到尾徹底反思了自己的工藝流。他們開始尋找更快更緊湊的新方式，同時不犧牲分毫品質。他們思考的第一個問題就是如何測量車身和零部件。卡尺、卷尺和直尺是他們之前采用的傳統測量方式，以確保數值準確無誤。但這一過程非常耗時，不同項目可能要耗費幾小時到幾天不等。
上網搜了一下，他們發現有些汽車定制廠商不再使用手動測量法，而采用3D掃描。每個項目都能節省幾個小時。反復搜索后，他們找到了Artec 3D網站。
Artec Eva一下吸引了他們。Eva是一款輕質手持式3D掃描儀，每秒捕獲數百萬點，幾分鐘后即可為汽車部件和其他物體制作出高度準確的3D模型。于是，他們致電當地的Artec經銷商，預約一次現場演示。用Heard的話說，“搞定了。演示開始15分鐘后，我們就清楚，這個問題解決了。立馬支付購買。也不用什么培訓，很容易上手。甚至不需要看使用說明。買完后，我們整個下午都用它在車間掃描。那天結束時，我們已經完全掌握了新工藝。”
△Jack Fisher使用Artec Eva掃描出展2019年福特SEMA展的Brad DeBerti福特F450后部
從那以后，Tekk Consulting Inc開始每天都離不開Artec Eva，完成了數百個項目，包括Brad Deberti的《The Performance Truck》，為10家頂級汽車制造商提供服務，包括各類底盤、肌肉車、各類SEMA項目等。
Heard解釋道，“如果問業內任何一個人，隨便哪個人，他們都會說：名聲就是一切。不管什么原因，只要出了問題，最好還是乖乖退出這行。所以干這一行，沒什么捷徑可走，安全第一，永遠不要眼高手低。”
他繼續補充道，“Artec Eva讓我們能實現更多，做得更好。同時，不犧牲準確度或安全性。事實上，我們能對任何車體結構、部件幾何完成數字采集，無論有多復雜。又快又精準。”
△Jason Heard為Deberti的《The Performance Truck》項目使用 Artec Eva掃描2020豐田Tacoma駕駛室內部
Heard這樣描述Eva的掃描工藝：
“對于零部件，我先做個旋轉臺，把部件放上。如果部件反光，我再用一點嬰兒爽身粉或其他消光噴霧。這大概只增加了1/5000的涂層厚度，所以不影響掃描質量。”
他繼續補充道，“接下來掃描部件，一面掃描兩次，另一面再兩次，確保沒有遺漏。對于機械部件，比如螺栓孔之間的精確距離以及孔本身的大小，我會先用千分尺測量，然后在Geomagic Design X中畫出來。非常簡單快捷。”
“掃描車身和駕駛室時”，Heard說道，“我們通常先進行一個整體的‘幾何采集’，也就是先采集整體結構。然后，我們再回頭掃描每一塊。之后將這些掃描與第一次的掃描對齊。之后我們在Artec Studio中處理掃描。”
△DeBerti“The Performance Truck”項目中Artec Studio處理Artec Eva掃描的截屏
他解釋了Artec Studio中的處理流程：“我用了橡皮擦，可以輕松擦除不需要的部分。比如旋轉臺底部、道具等等。時間如果不充裕，我就進行自動對齊，否則我會手動處理，全部對齊后，進行全局配準等操作。”
“但對于大型駕駛室和結構，我不會進行全局配準，只做尖銳融合，因為這項功能就能把所有數據拼接起來，效果還很不錯。”
然后，他們把掃描導出至Design X/SOLIDWORKS 2020，繪制底盤。
△根據Artec Eva 3D掃描制作的福特9英寸Third Member Assembly（用于精準制作后部車罩）CAD制圖
Eva幫助Tekk Consulting Inc設計出內部空間最大的卡車（@ThePerformanceTruck），“底盤圓管完美貼合卡車外殼，”這樣的話駕駛室空間也更大，駕駛員頭部就能離底盤更遠。從安全角度來看，用Heard的話來說，“這太關鍵了。”
若遭遇不幸，出現翻車，我們只能盡可能加大司機和底盤間距。借助Eva，我們可以把這個距離做到最大。“這對我們而言是最大的亮點。得到完美車身掃描后，直接就能設計出像手套般貼合的底盤。”
△使用Artec Eva掃描的兩座Can Am X3底盤、懸掛系統、部件
問原始設備制造商索要CAD文件時，每個汽車定制商一定都經歷過那種漫長的等待，令人沮喪。更糟糕的是，如果項目交期將至，客戶天天給你來電，這種時候，耐心就消磨殆盡了。
Heard說道，“如果必須先拿到CAD才能開始，那我們是沒法完成交期的，絕無可能。現在我們不用等了。只要自己掃描就行，無論是保時捷、豐田還是一些部件，都行。”
△很快完成的GTR發動機Artec Eva掃描
他繼續補充道，“等我們拿到姍姍來遲的CAD文件，再和Eva掃描一對比，你猜怎么著？哇！簡直一模一樣，毫無例外。起初我們還很驚訝，但幾百個項目過后，我們都習慣了。現在我們不等CAD文件了。直接掃描，開始設計。就這一步都幫我們節省了幾天時間。”
△Brad DeBerti豐田Tacoma《The Performance Truck》項目中Artec Eva掃描（藍色）和豐田原始設備制造商的數據（黃色）完美貼合
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