德國素來有技術人員養成的雙軌大學教育體系,就是將技職教育與高等教育並行,讓畢業與就業無縫接軌,培養出企業需要的人才。

位於德國西南部的巴登符騰堡大學(DHBW)擁有八個校區,總部位於工業大城斯圖加特(Stuttagart),也是賓士與保時捷的總部所在。

在地球的另一邊,企業總部位在中國杭州的先臨三維公司(Shining3D)向來以生產銷售精確好用的3D掃描器聞名於業界,目前在美國、德國都設有分公司。公司產品線除了3D列印機之外,掃描器從入門款式到針對航太、醫療、汽車工業等高階產品都已經具備一定的國際競爭力。

今天我們要分享的是先臨三維公司的掃描器FreeScan X5用於車殼掃描,進而持續改善結構的實際案例。堪稱是企業與技職教學最佳的合作範例。

【實務應用】先臨三維掃描器FreeScan X5幫助賽車隊持續改進車殼結構

Monocoque

每年德國的巴登符騰堡雙軌大學(Duale Hochschule Baden-Württemberg,以下簡稱DHBW)的學生都會參加「學生方程式」(Formula Student)大賽。 該賽事邀請歐洲各大學學生團隊,由他們自行為比賽開發和製作賽車,評審團將從速度、技術、安全、行銷和設計等多方位對賽車進行最終評比。 每年都會有數百個學生組成的團體來參加設計電動車比賽,彼此之間競爭激烈,經常會有脫穎而出令人驚豔的設計。

開發賽車是一個嚴格複雜的過程,學生需要系統性地運用機械工程、空氣動力學以及計量學方面的知識,完成既有設計美感又有高性能表現的賽車。 為了拔得頭籌學生們往往需要花費大量的時間與精力在專案中,不斷改造和提升現有賽車設計與結構。

傳統測量方法難以獲取的完整車體幾何形狀,DHBW學生選擇使用FreeScan X5雷射手持3D掃描器採集汽車車體表面資料。 FreeScan X5操作便捷靈活,測量精度高達0.030mm,體積精度高達0.020 mm+0.080 mm/m,掃描速率可達350,000次/秒,即便是大尺寸的賽車車體也可在短時間內獲得其高精度資料。 掃描取得的數位資料也可以拿來與去年的車體結構比較,在車體設計與量產誤差上都可以經由累積的資料來作為改善的基礎。

搭配文字的敘述與參考照片,我們來看一看實際的工作流程與內容。

  1. 由於汽車車殼尺寸較大,需粘貼標誌點(marks)在整個車體上再進行3D掃描。這樣的數位資料容易與現有的CAD資料做比較,更容易找到製造過程中產生的誤差。掃瞄像車殼這樣大型的物件,使用手持式的雷射掃描儀是非常常見並且有效的工具,經由軟體讀取標誌點之間的定位與自動資料合併,這節省的大量的時間與手動操作上容易引起的錯誤。Monocoque Scanner.png

 

2. 將獲得的掃描資料以STL格式輸出,也就是俗稱的網格格式。以下這些圖片顯示出掃描後得到的資料解析度與精細程度。

3. 在專業軟體中導入掃描資料與原始資料進行比較,對於設計改善這是非常重要的基礎資料。

Reference Data 1Measured Data 1

 

4. 快速生成檢測報告,色譜圖可以直接顯示偏差值。

Comparison 1Comparison 2

相較于傳統方法,3D數位化的工作流程可節省大量時間和生產成本,加速後期的車輛殼體持續改進進程;同時精准的3D資料模型可用於逆向工程、虛擬裝配、資料存檔、部件檢測與修復、 3D列印等,可應用於廣泛應用場景。

X5FreeScanX5是手提式的3D掃描器,重量不足1公斤,使用雷射光光源,每秒掃描速度可達350000次,準確度誤差在0.05mm,適合掃描尺寸在8公尺以內大小的物件。有關先臨三維公司的產品資訊不妨前往他們的官網看看,或是與我們聯絡。

 

 

授權中文版編譯聲明

發表迴響

在下方填入你的資料或按右方圖示以社群網站登入:

WordPress.com 標誌

您的留言將使用 WordPress.com 帳號。 登出 /  變更 )

Google photo

您的留言將使用 Google 帳號。 登出 /  變更 )

Twitter picture

您的留言將使用 Twitter 帳號。 登出 /  變更 )

Facebook照片

您的留言將使用 Facebook 帳號。 登出 /  變更 )

連結到 %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.