Технология 3D-сканирования широко применяется во многих отраслях промышленности, причем типичным примером такого применения является автопром.
Между автопроизводителями существует жесткая конкуренция. 3D-сканирование может применяться на протяжении всего цикла производства автомобилей:
· На этапе проектирования и разработки при помощи 3D-сканирования можно собирать 3D-данные о контуре изделия и его узлах, что помогает инженерам улучшить контур, изменить конструкцию, проверить ее эргономичность, выполнить виртуальную сборку и корректировку прототипа и т.п.
· На этапе производства 3D-сканирование можно использовать для контроля качества автомобиля в целом, а также его узлов с целью обеспечения соответствия изделия требованиям.
· На этапе послепродажного обслуживания и ремонта 3D-сканирование может помочь выполнить анализ и обнаружить деформированные детали, чтобы устранить неполадки.
Конкретный пример
Наш корпоративный клиент, компания-ускоритель стартапов, подготовила Tesla Model 3 для сбора данных об автомобиле в целом и его конкретных узлах. С помощью технологии 3D-сканирования от ScanTech они надеются выполнить цифровое моделирование всего автомобиля и всех его демонтированных узлов и осуществить цифровое восстановление в масштабе 1:1 посредством технологии 3D-печати.
Для крупногабаритных деталей, таких как автомобиль, при выборе 3D-сканера важными факторами являются область и скорость сканирования. Tesla Model 3 имеет длину 4,7 м, ширину 1,85 м и весит 1614 кг. Узкая область сканирования потребует многократного сращивания с целью получения полных 3D-данных, что наверняка вызовет накопление погрешностей. При этом на эффективность работы прямое влияние будут оказывать площадь и скорость сканирования.
Кроме этого, автомобиль является настолько сложным промышленным изделием, что для него требуется повышенная точность 3D-сканера. Чем выше точность, тем ближе цифровая модель к реальному объекту, и тем лучше для дальнейшего анализа и изучения.
Конструкция автомобиля сложна. На результат сканирования влияет способность 3D-сканера нормально работать в сложных положениях, например на криволинейной поверхности, в глубоких отверстиях, мертвых углах или на черной поверхности.
3D-решение от ScanTech
3D-сканер KSCAN-Magic делает доступным первое внедрение технологии инфракрасного лазера в сочетании с синим лазером со встроенной фотограмметрической системой, площадью сканирования до 1440 мм × 860 мм, скоростью сканирования 1 350 000 измерений в секунду, точностью сканирования 0,020 мм, разрешением 0,010 мм и объемной точностью 0,030 мм/м. 3D-сканер KSCAN-Magic пригоден для высокоточного сканирования больших площадей, что идеально подходит для сканирования всего автомобиля Tesla.
Что касается деталей автомобиля, KSCAN-Magic может выполнять сверхтонкое сканирование с помощью 7 параллельных синих лазерных линий и сканирование глубоких отверстий с помощью одной синей лазерной линии, позволяя получить точные 3D-данные о глубоких отверстиях и мертвых углах. KSCAN-Magic может нормально работать даже на подсвеченной или черной поверхности.
Как следствие, композитный лазерный 3D-сканер KSCAN-Magic – это настоящее многоцелевое устройство. Он может выполнить 3D-сканирование всего автомобиля и всех демонтированных деталей без помощи других устройств.
Фотограмметрическая система
Из-за большого объема автомобиля для обычного 3D-сканера сканирование представляет собой громадный фронт работ. Однако при использовании сканера KSCAN-Magic рабочий процесс можно упростить, а эффективность работы повысить, поскольку встроенная система фотограмметрии позволяет получать более точные 3D-данные о позиционных маркерах и собирать 3D-данные с повышенной прецизионностью. Таким образом, мы можем скорректировать информацию относительно облака точек сканирования больших криволинейных поверхностей и значительно повысить общую точность сращивания облака точек сканирования.
Лазерное 3D-сканирование
Сканирование Tesla включает в себя сканирование всего автомобиля и его частей, таких как салон автомобиля, сиденья и рулевое колесо. Для KSCAN-Magic предусмотрено пять режимов работы: глобальное сканирование большой площади инфракрасным лазером, перекрестное быстрое сканирование синим лазером, параллельное тонкое сканирование синим лазером, сканирование глубоких отверстий одинарным синим лазером и встроенная фотограмметрическая система. Имеется возможность легко переключать различные режимы работы применительно к различным деталям.
При этом KSCAN-Magic – это ручной 3D-сканер. Его портативность и гибкость делают его удобным в применении на узких участках, например в салоне автомобиля. Его также можно наводить на блестящую и черную поверхность без необходимости распыления на нее порошков, за счет чего снижается повреждение кузова автомобиля.
Получение STL-данных
Для последующего выполнения обработки и получения точной 3D-модели следует импортировать данные сканирования в профессиональное 3D-программное обеспечение ScanViewer. Затем с помощью 3D-печати получаем модель Tesla в масштабе 1:1.
Решение для 3D-сканирования может ускорить разработку изделия, повысить эффективность контроля и качество продукции для всех производителей автомобилей и автомобильных запчастей, а также помочь им занять лидирующие позиции в условиях жесткой конкуренции. Кроме того, 3D-данные также можно использовать в обучении ремонту автомобилей. В данном случае ScanTech позволила клиенту импортировать эти данные в свою цифровую учебную базу по ремонту автомобилей для виртуального имитационного обучения для соответствия потребностям преподавателей и студентов в потоке 5G+VR/AR.
По материалам Scantech, при поддержке Бондарева Якова