精准逆向工程解决所有小零件难题

案例概要

概要：零部件不仅难找还很昂贵。通过3D扫描进行逆向工程，被证明是一种很有效率的方法。

目标：使用Artec Eva和Space Spider扫描一辆1937年版的Ford Eifel古典车，并为打印、钣金冲压模具和零部件制作理想的3D模型。

工具：Artec Eva、Space Spider、Artec Studio

我们该如何全面掌握一辆罕见老爷车的现状，获得精确测量值，维护好并留给子孙后代，或者如何确保经历车祸或其他损害的情况下，我们可以找到相应的零部件？Classic-Car.TV团队对这类问题再熟悉不过了。他们对于所有经典车型都热情满满，在Classic-Car.TV网站上发布各类文章、图片和视频，为读者带来了老爷车的传奇世界。Classic-Car.TV每周发布不同新闻，月受众量可达30万。

老爷车3D扫描的目标与优势

Classic-Car.TV团队现正在开发老爷车3D模型数据库，1937福特Eifel正是其中之一。这款车型有一块独特的Gläser底盘，被认为是独一无二的一块部件。

■黑工业大学使用Artec 3D扫描仪对一款1937年产的福特Eifel老爷车进行了数字化工作

以前，所有老爷车都使用模板手动采集：模板会被置于车辆周围，然后一部分一部分绘制出来。随后，根据生成的截面制作木质框架，最终生成车辆的外形。尽管这种方法依然十分普遍，但这么做成本高，耗时久，且精度不稳定。

而和传统方式相比，3D扫描仪可以节省不少时间和金钱，渲染出更精准的效果。各个部件的单独扫描也可用于逆向工程，检查修复，以制作零部件。这对于诸如福特这样的独特车型非常重要，尤其在损伤出现后。

这辆车遗失了原配的可伸缩车顶，但现在，我们可以重新复制了。此外，车主还可以精准记录这辆车的状况，包括3D测量。这些数据还能用于3D打印——一款1:4的福特模型已经完成。

Artec 3D：与MakerSpace的合作促成本次激动人心的项目

福特Eifel数字化工作由位于UnternehmerTUM 的MakerSpace高科技工作坊牵头进行，UnternehmerTUM是慕尼黑工业大学的创新中心。MakerSpace占地1500平方米，拥有采用现代化设备加工金属、木材、纺织等其他多种物料的生产场地。

Classic-Car.TV团队来到这里，希望能够使用Eva与Space Spider扫描仪进行3D数字化工作，而这些MakerSpace的扫描仪全部由Artec 3D提供。Classic-Car.TV团队来到现场，希望使用Eva和Space Spider扫描仪为福特汽车进行3D处理，扫描仪由Artec 3D为MakerSpace提供，并由Artec金牌经销商KLIB提供支持。

“我们在老爷车的修复方法方面颇为了解，”Classic-Car.TV 主编MacKenneth说道，“现在科技正在逐渐渗透该领域。”

■引导框架

3D扫描仪带来高质量数据，展现极致细节

团队使用了Eva与Space Spider手持式3D扫描仪，尽可能多搜集这台历时80年之久的老福特数据。车身信息越多，就更容易将扫描数据合成，制成完成3D模型。但另一方面，扫描次数不宜过多：每次扫描都会生成大量数据，导致不得不受限于计算机性能。

但幸运的是，福特车身表面使用的是哑光抗腐蚀基底，未进行反光处理——也就是说，团队无需再使用防眩光喷雾，扫描过程极大简化。福特车身、内部、木质车架和车身底部的梯形车架均使用Artec Eva进行扫描。

这样便可以得到精确的电子测量值，定位加固件，单独加工零部件。但仅仅如此还不够：老爷车还需要进行拆解，使团队能够扫描到难以触及的部位。此时，就需要Space Spider登场，这是扫描细节的完美工具：它能以极高的精度捕获每个部位。

■福特车内部

“使用Artec 3D扫描仪对我来说是一种全新的体验，为我打开了无数可能，”Kay MacKenneth说道，“在过去，我们必须要使用模板才能测量老爷车，制作合适的模型。这种操作往往耗时数月，而且最终产生偏差的风险极大。在我看来，3D扫描仪完全应该成为高级老爷车库的必备工具。”

Artec Studio处理扫描

每份扫描都在3D建模软件Artec Studio中进行对齐融合。在数据处理过程中，每份扫描都经过漏洞检查。扫描福特进行得十分顺利，只有一些尖锐角落和孔洞因无法捕获而进行了一定程度的修复。处理完成后，就会生成点云、多边形模型及纹理数据组。

全方位的3D数据使整个车辆的修复工作变得轻而易举。1:1模型可用于制作3D打印、钣金冲压模具和零部件。得益于Artec 3D扫描仪，这款独一无二的古董车得以完好无损地留给后世、车迷和车主。

“工作量是巨大的，因此扫描结果确实帮我们节省了几个月的工作量。”Kay表示。2017年8月末，他在慕尼黑运动竞赛展上以“未来与过去交汇”为口号展示了原始模型。

■Eifel 3D模型

Classic-Car.TV：未来3D扫描项目

“我们目前和MakerSpace和Artec 3D一起，正在接手几个项目，通过这些项目把高科技手段与传统专业修复工作结合到了一起，”Kay说道，“我们从部件重建开始，再到模具制造，最后到整车捕获，以期能够在车辆受损情况下重建车辆。这一点对于罕见车型非常重要。”

■Artec Space Spider（左）和Artec Eva（右）

关于下一个项目，Kay提到了菲亚特600 Elaborazione Frua的扫描，这是一款由意大利设计师Pietro Frua设计的独特车型。目前，这辆车的翼子板上少了转向指示灯。它们的设计非常特别，现在可以通过3D扫描和逆向工程法重建。“我们也会扫描底盘生产过程中的其他模板，尽可能制作出说明性的材料。”Kay说道。