汽車檢具設(shè)計(jì)制造-3D掃描儀

汽車檢具 藍(lán)光掃描儀在汽車零部件領(lǐng)域的設(shè)計(jì)與制造應(yīng)用

通用汽車公司（GM，General Motors）成立于1908年9月16日。 自威廉杜蘭特在美國(guó)創(chuàng)立通用汽車公司以來(lái)，通用汽車在全球的產(chǎn)銷包括雪佛蘭、凱迪拉克、寶駿、別克、GMC、霍頓、解放、歐寶、沃克斯豪爾以及五菱等品牌車型并提供服務(wù)。目前，通用汽車旗下多個(gè)品牌全系列車型暢銷全球120多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，包括電動(dòng)車、微型車、重型全尺寸卡車、緊湊型轎車和敞篷車。

日前汽車檢具，通用汽車競(jìng)爭(zhēng)基準(zhǔn)（General Motors' Competitive Benchmarking）推出了其通用3D掃描系統(tǒng)，可用于汽車開(kāi)發(fā)和零部件檢測(cè)。其中，3D掃描系統(tǒng)包括紅光掃描、白光掃描和藍(lán)光掃描三種激光掃描系統(tǒng)。通過(guò)這個(gè)3D掃描系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確地剖析和分析競(jìng)品車型的結(jié)構(gòu)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于新技術(shù)的引入汽車檢具，全球汽車市場(chǎng)每年約有30輛新車或改裝車發(fā)布。

新的3D掃描系統(tǒng)可以通過(guò)激光掃描獲得車輛結(jié)構(gòu)和零件的精確3D形狀。因此，它可以通過(guò)汽車逆向工程應(yīng)用到通用汽車的汽車開(kāi)發(fā)中。

這種新型3D掃描系統(tǒng)的逆向工程每年可為雪佛蘭、凱迪拉克、別克和GMC車型的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)節(jié)省巨額成本，并能大幅提升車輛質(zhì)量。通過(guò)這個(gè)新的 3D 掃描系統(tǒng)，還可以進(jìn)行零件檢測(cè)、過(guò)程質(zhì)量檢測(cè)和故障排除。

通用汽車競(jìng)爭(zhēng)標(biāo)桿組高級(jí)總監(jiān)拉里·佩卡爾表示：“在各個(gè)行業(yè)，3D掃描技術(shù)可以為行業(yè)的快速發(fā)展提供高效、節(jié)約成本的解決方案。同樣，汽車行業(yè)也采用了3D掃描技術(shù)。更好地了解其他汽車公司召回汽車的原因，可以為汽車的采用提供經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)?！?/p>

通過(guò)汽車采用 3D 掃描技術(shù)已經(jīng)持續(xù)了十年。其中，3D掃描系統(tǒng)可以對(duì)汽車結(jié)構(gòu)和部件進(jìn)行紅光掃描、白光掃描或藍(lán)光掃描。同時(shí)，該系統(tǒng)還配備了先進(jìn)的攝像頭傳感器，可以捕捉物體的輪廓并記錄下來(lái)，從而獲得物體在空間中的位置和空間。方向。

雖然，3D掃描系統(tǒng)的三個(gè)光學(xué)掃描系統(tǒng)可以掃描小部件和整個(gè)車輛的外觀。但是藍(lán)光掃描系統(tǒng)和白光掃描系統(tǒng)在掃描車輛外部（包括汽車的整個(gè)外表面）方面效果更好；此外，藍(lán)光掃描系統(tǒng)還可以掃描和記錄汽車內(nèi)飾、發(fā)動(dòng)機(jī)部件和車身部件。白光掃描系統(tǒng)的工作過(guò)程與藍(lán)光掃描類似，但其技術(shù)較老，加上藍(lán)光掃描技術(shù)先進(jìn)，所以白光掃描系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中并不常用. 紅光掃描系統(tǒng)更擅長(zhǎng)掃描拆解的汽車零部件，獲取詳細(xì)的結(jié)構(gòu)信息。

通用汽車還表示，3D 掃描系統(tǒng)可以輔助汽車設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。通過(guò)對(duì)汽車油泥模型外觀進(jìn)行3D掃描得到相關(guān)數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入CNC中心進(jìn)行加工，得到全尺寸對(duì)應(yīng)模型。如果僅對(duì)車輛的一部分進(jìn)行 3D 掃描，則可以將數(shù)據(jù)導(dǎo)入 3D 打印機(jī)以獲得快速成型機(jī)，以協(xié)助開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)。

Larry Pecar 還表示：“通過(guò)對(duì)比原始數(shù)據(jù)和現(xiàn)有車輛掃描數(shù)據(jù)，可以快速發(fā)現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題。在某些情況下，可以直接避免或快速解決車輛噪聲的產(chǎn)生。通過(guò)使用任何質(zhì)量的 3D 掃描技術(shù)，問(wèn)題將無(wú)處可藏?！?/p>

凱迪拉克 Elmiraj Coupe 概念車上的 3D 掃描技術(shù)

凱迪拉克 Elmiraj Coupe 概念車于 8 月在美國(guó)首次公開(kāi)亮相。通用汽車表示，Elmiraj概念車體現(xiàn)了凱迪拉克品牌的設(shè)計(jì)基因，具有藝術(shù)與科學(xué)的內(nèi)涵。這么漂亮的概念車是如何從軟模型變成數(shù)字模型，然后手工打造的？據(jù)通用汽車介紹，Elmiraj主要采用結(jié)構(gòu)光3D掃描技術(shù)完成概念設(shè)計(jì)。

這輛車的設(shè)計(jì)師最初根據(jù)概念草圖創(chuàng)建了一個(gè)軟模具。然后使用結(jié)構(gòu)光3D掃描技術(shù)進(jìn)行掃描。結(jié)構(gòu)光3D掃描技術(shù)是指3D掃描儀將光紋投射到縮放后的模型表面，同時(shí)利用攝像頭發(fā)現(xiàn)零件的曲線或輪廓的畸變，并記錄畸變?cè)谖矬w上的位置及其方向。每次掃描的數(shù)字圖像都會(huì)拼接在一起，直到獲得完整的車輛信息。

“在 Elmiraj 項(xiàng)目中，3D 掃描技術(shù)已成為使用傳統(tǒng)手工雕刻方法制作軟模具的團(tuán)隊(duì)與數(shù)字建模設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)之間的橋梁，”通用汽車高級(jí)設(shè)計(jì)工作室總監(jiān) Frank Saucedo 說(shuō)。

數(shù)學(xué)模型是使用計(jì)算機(jī)控制的加工設(shè)備和手工制作的軟模具的基礎(chǔ)。3D 掃描儀使設(shè)計(jì)人員能夠隨時(shí)快速逆向工程和更新以前的設(shè)計(jì)。這些數(shù)據(jù)可以上傳到計(jì)算機(jī)控制的銑床以創(chuàng)建全尺寸模型。有些零件可以轉(zhuǎn)移到 3D 打印機(jī)上進(jìn)行快速原型制作。

通用汽車從 2001 年就開(kāi)始使用 3D 掃描技術(shù)，但更多的軟模具的內(nèi)部或外部設(shè)計(jì)并沒(méi)有用于概念車的設(shè)計(jì)和制造。但 Elmiraj 是個(gè)例外。通用汽車位于密歇根州的沃倫設(shè)計(jì)中心加工車間和位于加利福尼亞州的先進(jìn)設(shè)計(jì)工作室使用 3D 掃描技術(shù)來(lái)驗(yàn)證幾乎所有形狀、模具和零件。

“我們現(xiàn)在之所以能夠在一周內(nèi)完成從比例模型到全尺寸模型的概念車制造全過(guò)程，部分是因?yàn)槲覀兪褂昧?3D 掃描技術(shù)?！?通用汽車沃倫設(shè)計(jì)中心高級(jí)經(jīng)理比爾馬塔納說(shuō)。