Worum geht es in dem Artikel?
Wir sprechen über 3D-Scannen für die anschließende Abstimmung und Anpassung am Beispiel eines Rolls-Royce Wraith.
Unser Unternehmen bietet häufig Dienstleistungen zum Scannen von Autos und deren Elementen an. Der letzte Auftrag dieser Art war ein Rolls-Royce Wraith-Scan für ein Tuningstudio in St. Petersburg.
Es war notwendig, die Karosserie für die anschließende Verarbeitung des digitalen Modells durch den Konstrukteur zu scannen und zusätzliche Elemente zu modellieren.
Das Scannen sollte mit dem Artec Eva Hand-3D-Scanner durchgeführt werden.
Artec eva
- Lineares Sichtfeld, mm: 214 × 148 - 536 × 371
- Genauigkeit, Mikrometer: 100
- Farbe: ja
- Preis: 945 300 reiben.
Wir könnten einen stationären 3D-Scanner
RangeVision PRO 5M verwenden, der eine größere Oberflächengenauigkeit bietet. Sie können jedoch große Objekte mit einem Handscanner viel schneller scannen, und Artec Eva liefert problemlos eine Zielgenauigkeit von 1 bis 2 Millimetern.
Um klarer zu machen, warum Geschwindigkeit hier wichtig ist: Das Scannen mit einem Handscanner dauerte ungefähr 3 Stunden, zusammen mit der Vorbereitung würde ein stationäres Scannen 6-7 Stunden dauern.
Im Top 3D Shop kontaktieren Sie bitte eine große Auswahl an
Scannern für jeden Zweck - wir helfen Ihnen gerne bei der Auswahl.
Wie zuvor
Vor dem Aufkommen von 3D-Scannern im Arsenal der Ingenieure bestand die Digitalisierung dreidimensionaler Objekte darin, manuell ein Modell in CAD-Programmen zu erstellen, das auf Zeichnungen, Messungen und Fotografien basiert.
Bei der Abstimmung und Reparatur von Autos wurden
Photogrammetrieverfahren aufgrund der hohen Kosten und der Mühsamkeit nicht häufig eingesetzt. Alles wurde „mit dem Auge“ gemacht, nach manuellen Messungen und physischen Abgüssen, die nicht zur Qualität beitrugen.
Das Erscheinen von
3D-Scannern auf dem Markt hat den Einsatz neuer digitaler Methoden in diesem Bereich vorangetrieben.
Scan Prep
Das Scannen fand im Werkstattraum statt, da das Scannen auf der Straße nicht so bequem ist und die Straßenlaterne das Scannen aufgrund übermäßiger Helligkeit und Unbeständigkeit beeinträchtigen kann. Es sollte beachtet werden, dass wir dieses Mal auch das Auto auf der Straße scannen konnten, da Eva über ein eigenes Hintergrundbeleuchtungssystem verfügt, mit dem Sie Unterschiede in der Außenbeleuchtung ausgleichen können, und der Tag nicht sehr sonnig war und das Sonnenlicht die Hintergrundbeleuchtung des Scanners nicht unterbrach.
Zum vereinbarten Zeitpunkt wurde das Auto ausgeliefert. Die Karosserie war leicht staubig, aber es wurde beschlossen, das Auto nicht vorzuwaschen, da die Oberfläche noch verfilzt werden müsste und ein wenig Staubigkeit zusätzliche Mattheit ergeben würde. Bei spürbarem Schmutz musste das Auto natürlich gewaschen werden, um Verzerrungen der Oberflächengeometrie zu vermeiden.
Zum Scannen reichen zwei 220-Volt-Steckdosen aus, eine für einen Laptop und eine für einen Scanner. Der Scanner wird über ein einziges USB-Kabel mit dem Laptop verbunden.
Es muss nur die Hälfte des Fahrzeugs mit beiden Seiten des vorderen und hinteren Griffs gescannt werden. Das heißt, wir scannen den Stoßfänger vollständig und den Rest des Körpers - nur auf einer Seite. Dies liegt an der Tatsache, dass das Auto ein symmetrisches Objekt ist und es schneller und einfacher ist, eine der Hälften später zu spiegeln, um die zweite zu erhalten, als das gesamte Auto zu scannen. Stoßstangen vorn und hinten sind erforderlich, um die Symmetrieachse korrekt festzulegen.
Die Oberfläche des Autos wurde mit einer dünnen Schicht eines Mattierungssprays bedeckt, um den Glanz zu entfernen, der das Scannen stört.
Zum Mattieren verwenden wir das
Helling- Spray, es kann problemlos von jeder Oberfläche abgewaschen werden, besteht aus einer Alkoholbasis und so etwas wie Talk.
Es gibt auch spezielle Verdunstungssprays, die innerhalb weniger Stunden vollständig von der Oberfläche des Objekts verschwinden.
Eine weitere Vorbereitungsanforderung ist die Verwendung von Tags. Für Autos ist es notwendig, da viele Elemente der Karosserie, wie die Motorhaube oder die Türen, keine reichhaltige Geometrie oder Textur aufweisen und der Scanner an verschiedenen Stellen genau gleich aussieht, was zu Stickfehlern führt.
Scannen
Der Scanvorgang selbst ist nicht sehr interessant - der Bediener bewegt den Scanner langsam in einem Abstand von ca. 50 cm über die Oberfläche des Körpers, und der Scanner zeichnet die zu entfernenden Oberflächen mit einer auf dem Laptop installierten Software auf. Sie müssen regelmäßig unterbrechen - erstens erwärmt sich der Scanner während des Betriebs, daher ist es ratsam, im 5-Minuten-Scanmodus zu scannen - 15 Minuten zum Abkühlen.
Zweitens ist ein Auto und insbesondere ein so großes wie Rolls-Royce ein ziemlich großes Objekt, der Scanner sammelt viele Daten und ein Laptop, selbst ein sehr leistungsfähiger, kann einen solchen Informationsstrom nicht immer bewältigen - einige Scans müssen aus dem Arbeitsspeicher entladen werden . Daher wird ein Autoscan normalerweise in Abschnitte unterteilt, die separat gescannt und dann zusammengefügt werden.
Nach Abschluss des Scans kann das Auto das Mattierungsspray und die Markierungen von der Karosserie entfernen. Das Projekt mit Scans wird zur späteren Montage gespeichert.
Das Zusammenfügen von Scans erfolgt jetzt hauptsächlich im automatischen Modus. Nur manchmal muss die Position von Fragmenten korrigiert werden, wenn der Computer fehlerhaft war.
Wie bereits erwähnt, werden erste separate Karosserieteile zusammengebaut. In diesem Fall konnte sofort die Hälfte der Karosserie zusammengebaut werden: vorne und hinten. Und dann sind sie schon zusammengenäht. Durch das Nähen werden alle Rückstände entfernt - zum Beispiel der vom Scanner erfasste Boden, Räder, die für den Scan nicht benötigt werden, Glas. Wenn beide Hälften genäht sind, erhalten wir ein polygonales Modell der Hälfte des Autos. Artec Studio ist fertig.
Die Arbeit mit einem solchen Modell ist jedoch noch nicht möglich. Erstens ist dies nur die Hälfte des Autos. Und zweitens benötigen Sie für das Design ein parametrisches, kein polygonales Modell des Körpers.
Das erste Problem kann in fast jeder Software zur Modellierung polygonaler 3D-Modelle leicht gelöst werden. Wir suchen nach der Symmetrieachse und spiegeln die vorhandene Hälfte wider. Wir steuern, indem wir Elemente (Stoßstangen) schneiden, wenn sie idealerweise zusammenlaufen - wir haben das, was wir brauchen. Sie können die halben Daten separat speichern und in Artec Studio durch die Geometriebaugruppe ausführen, wobei Sie Modelle anstelle von Scans verwenden. In diesem Fall habe ich genau das getan, um die Genauigkeit zu erhöhen. Dann nähen wir unsere Hälften, dies kann sowohl in Artec Studio als auch in Modellierungssoftware erfolgen. Ich habe sie in Geomagic Studio zusammengefügt, da der nächste Schritt dorthin gehen wird.
Die Übersetzung in CAD ist ein komplexer und langwieriger Prozess. Ein Scan wird erstellt und als Vorlage für die Erstellung einer parametrischen Oberfläche verwendet. In diesem Fall kann jedoch alles einfacher gemacht werden. Programme wie Geomagic Studio oder Geomagic Design verwenden einen ausgeklügelten Algorithmus, der heterogene rationale B-Splines verwendet. Einfach ausgedrückt wird eine Oberfläche durch eine Reihe von Parameterkurven beschrieben, zwischen denen Oberflächen gestreckt werden. Diese Methode funktioniert nicht immer, sie kann keine komplexe Form verarbeiten - sie weist eine geringe Genauigkeit in Bereichen wie Schnitzen oder kleinen Reliefs auf. Aber für die Karosserie passt es perfekt.
Die Fehleinschätzung dauert mehrere Stunden, ist jedoch viel schneller als der Wiederaufbau einer Oberfläche in Rhinoceros oder SolidWorks. Der Nachteil dieses Modells besteht darin, dass es schwierig wäre, es zum Fräsen zu verwenden, da die Oberfläche durch eine große Anzahl separater parametrischer Abschnitte beschrieben wird und die Gcode-Vorbereitungsprogramme zum Fräsen sie ziemlich lange verarbeiten werden. Aber sie werden es verarbeiten und nicht in einen endlosen Kreislauf gehen, wie es bei der Arbeit mit dem polygonalen Modell der Fall wäre, in dem es Millionen einzelner Abschnitte gibt.
Das resultierende Modell wurde einem zufriedenen Kunden übergeben. Jetzt kann es in der parametrischen Modellierung als Vorlage verwendet werden, an die verschiedene Abstimmungselemente angehängt werden.
Top 3D Shop bietet professionelle Dienstleistungen für das
3D-Scannen von Autos und anderen Objekten. Weitere Informationen erhalten Sie von: sales@top3dshop.ru
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