挑戰:荷蘭快艇建造設計師打算再現手工打造的專業重型船只。由于手動測量耗時太久,成本過高,因此,團隊需另尋途徑,為逆向工程提供精準數據。
解決方案:Artec Ray, Artec Studio
效果:快速掃描三艘大型船只,并為逆向工程制作精準3D模型,助力打造高度精準的專業船只。
從零開始造一艘船覺得難度很大?事實確實如此。畢竟一艘船至少有一間房間這么大,同時還得保證三維尺寸精確。此外,這艘船還得便于操控,結構穩固,航行安全。加上這位客戶的要求和規劃十分詳細,讓這項任務難度直線上升,異常耗時。這還沒完。在實際動手建造前,還得先設計、測試組件、打樣建造。總之,這是一項異常浩大的項目。
專業重型船只等待測量。(供圖:3D Creative)
追求完美?接受挑戰。
但是,對一家荷蘭家族式造船公司來說,造船只是為了推動技術發展,完善船只,不斷突破,特別是工期上的改進。這正是現代科技發揮作用的地方。如果產品有可復制的特性,您就可以借助逆向工程,加快并簡化制造過程。
如需對船只進行逆向工程,首先需要采集復雜表面并完成精準測量。通過傳統方式,這一工序要用上好幾周,而且所獲數據不一定可靠。但是,三維掃描可以讓這一過程難度大幅降低,還能為定制部件和配件完成精準測量。公司深知這點,于是,下單為三艘大型船只進行三維掃描,希望能復制這些部件,簡化制造工藝。
需要掃描的三艘船分別為貨船、救援船、軍用RIB船艦,均為專業重型船只,需有能力完成任務,安全返港。為實現高品質,這些船只采用新科技設計建造,因此只要找一家值得信賴的3D服務供應商,即可為船只完成逼真的數字副本。每艘船都重達數噸,也就是說,團隊掃描時,必須借助重型機械,才能移動、升降、旋轉這些船只,獲得高品質3D復制品,整個任務似乎變得異常艱巨。
3D科技閃亮登場
一家立陶宛3D技術公司3D Creative在掃描龐然大物這件事上經驗豐富。在波羅的海國家,這家公司是3D服務優秀供應商,也是埃太科三維的金牌授權經銷商。公司團隊熱情昂揚,專業知識扎實,還有掃描龐然大物的專業設備。根據船只建造商的具體要求,掃描團隊選擇了Artec Ray,這是一款遠距激光三維掃描儀,專為精準采集大型物體而設計。
Artec Ray準備就緒。(供圖:3D Creative)
Ray的角精度水平佳,采集渦輪機、螺旋槳、船舶等巨型物體時,效果清晰干凈。這一點對本項目而言至關重要,因為項目就是要活動的STL文件,用于逆向工程。除了亞毫米精度外,Ray還可以在任何環境下的工作流程中充分發揮自身優勢。得益于設備的先進技術,即便是室外進行的大規模項目,也能順利完成。Ray安裝于三腳架上,可通過筆記本電腦或Artec Remote智能APP控制,無需準備,即可開始掃描。
知己知彼
3D Creative的首席技術官?arūnas Paulauskas表示:“這個項目自帶兩大難題。首先,就是要在兩天內完成,考慮到這些模具的重量和規模,就知道有多難了。第二個難題就在于掃描前的表面處理,因為船只本身十分光滑,很有光澤。”
光滑反光的物體常常會帶來不小的掃描挑戰。(供圖:3D Creative)
團隊希望一切順利,因此,他們和當地造船商達成一致,將船只搬運至掃描團隊處掃描。在重型機械的幫助下,這些船被搬運至事先準備好的地方。但即便如此,掃描過程中依然出現了各種意外:其中一個12米長的部分被留在了雨中,也就是說,他們得先等它干了,才能在表面涂上消光粉末。
Paulauskas繼續說道:“這些手工制作的船只和CAD數據加工的效果很不一樣,裝配組裝零件的成本很高,而且很耗時。通常,這種任務只要根據模具,將各個部件修改并按正確位置拼裝在一起即可。所以,掃描的方式可以大幅降低人力投入,不少船只在正式制作前,就能在CAD軟件中完成,精度達亞毫米級。”
一切準備就緒后,團隊驚訝地發現,掃描只用了3-4小時,而整個流程也才35小時。這個項目只花了一天半,大幅縮短了工藝時間,掃描團隊和客戶對此很滿意。12小時掃描三艘船,點精度0.7毫米,隨后利用Artec Studio進行無縫處理。
三維掃描與處理進行時。(供圖:3D Creative)
不負厚望
Paulauskas補充道:“我們的主要任務就是要為逆向工程獲得非常清晰精準的表面。只需掃描一側,也那就是船只內側,加上邊緣即可。有了Artec Ray,我們可以順利完成這項任務,所獲數據也完全符合逆向工程的要求。由于這些船只是手工完成的,我們不能錯過任何一處,也不能使用鏡像處理。這些船不完全對稱,客戶希望能按比例采集所有細節,用于后期設計。我們完成了三艘船的3D模型,發動機艙和座椅倉之后由造船商的工程師團隊添加。”
掃描后的3D模型通過逆向工程,制作成了STEP文件。對于一艘手工制作的船只,逆向工程專家必須格外小心,保護船只原始形狀。公司的設計是建立在他們反復測試的古老船模上的,因此,這個項目確實獨一無二。他們反復向掃描團隊強調,他們即將設計的船只要能夠在面對惡劣的環境和條件時,依然堅不可摧。所以,原始船模的每一處細節都至關重要。任何模糊不準確,都會影響船只的適航性。但幸運的是,他們有Ray來操刀。
從傳統造船技藝到三維掃描與逆向工程,造船業各取兩者所長,已經取得了長足發展。立陶宛團隊幫我們結合了手工制品的原創性和三維掃描的精準與速度。任何一項逆向工程都需要明智選擇并利用解決方案。感謝埃太科科技,這些新造的船只安全耐用,即將起航,乘風破浪!