SMARTTECH 3Dスキャンがスーパーカーにどのように使用されているか

近年、コンピュータアプリケーションとネットワーク技術の普及と成熟に伴い、3Dスキャン技術も急速に発展しています。機器がより軽量で、より洗練され、持ち運びやすくなっただけでなく、さらに重要なのは、スキャン速度とデータの精度が大幅に向上したことです。Antarctic Bearは、3Dスキャナーのこれらの利点により、3Dスキャン技術が医療、工業製造などの分野で広く使用され、市場の見通しが限りなく明るいと考えています。ポーランド初のスーパーカープロジェクトであるアリネラ・フッサリヤは、ポーランドの自動車産業がかつての栄光を取り戻すことを望むポーランド人の間で、最初から強い感情を呼び起こした。機能部品の製造には、スポーツカーの要件を満たす十分な精度と耐久性が必要です。

ほとんどのポーランドの自動車プロジェクトとは異なり、Arrinera Hussarya はゼロから段階的に構築されました。車体、エンジン、内装は、機能することが実証されていたものの、スーパーカーの美しさを披露しながらすべての要件を満たすために、再設計する必要がありました。

リバースエンジニアリングにより生産コストを削減<br /> スーパーカーの再設計は時間がかかるだけでなく、費用もかかります。コストを削減する方法を長い間模索した後、Arrinera のエンジニアは最終的にリバースエンジニアリングを選択しました。これは、既存の要素の 3D データを再構築して再設計を完了するものです。

プロフェッショナルな SMARTTCH 3D スキャナーを使用すると、スーパーカーのエンジニアは自動車部品の形状に関するすべての 3D データを迅速に取得できます。 3D スキャン技術の最も優れた例の 1 つは、クラッチハウジングのリバース設計と製造です。

スーパーカーのクラッチ圧が普通の車のクラッチ圧とは全く異なることは周知の事実です。 810 Nm のトルクを実現するには、信頼性の高い性能だけでなく、クラッチの軽量設計も必要です。 3D スキャナーのおかげで、すでに市販されているシェルの 3D データを取得し、リバースエンジニアリングソフトウェアで再設計してハンドルを取り付け、車両の元の構造に適合させることが可能です。

グリーンライトは未来のトレンド
MICRON3D 10M 3D スキャナーには、正確な測定とデータ収集に使用できる 10 メガピクセルの CCD レンズが搭載されています。この技術は緑色の LED 光源をベースにしており、白色光を使用する 3D スキャナーよりも測定精度が 30% 高くなります。この場合のモデルは、800*600mm の視野を使用します (この視野は、工場を出荷する前に要件に応じてカスタマイズできます)。この 3D スキャナーでオブジェクトをスキャンするときに取得される全体的なデータは、0.084mm の精度を達成できます。視野が 300*200mm の場合、単一フレームの精度は 0.008mm に達します。

実際には、これは 1 回の測定で 80 x 60 cm の領域をスキャンできることを意味します。市場の他の既存のソリューションとは異なり、SMARTTCH 3D スキャナーには常に校正済みの測定ボリュームが 1 つだけあるため、ユーザーはデバイスを調整することなくすぐに使用できます。これにより、時間が節約されるだけでなく、校正による精度への影響も回避できます。 MICRON3D green はドイツの VDI/VDE 2634 計量標準にも準拠した認証を受けており、Arrinera は測定誤差がデバイスの精度証明書に記載された値を超えないことを確信しています。

3Dスキャナーは測定装置です
SMARTTCH 3D スキャナーは、物体の表面に投影して測定します。格子縞の変形は曲率に依存し、測定ヘッドに統合された CCD 検出器によって記録されます。デバイスは目に見えるすべての表面をキャプチャします。物体のすべての表面の包括的な 3D データを取得するには、スキャン中にターンテーブルが必要です。ターンテーブルの耐荷重は 300 kg を超え、直径はわずか 50 cm で、ほとんどの自動車部品の完全な測定に十分です。

CCD 検出器からの画像は、特別なソフトウェアアルゴリズムを使用してポイントクラウドに変換されます。各ポイントクラウドには、XYZ 軸で記述された 3D データ情報が含まれています。後処理後、品質管理や品質検査レポートに使用できます。Arrinera の場合、モデルはリバースデザインと CNC 工作機械によって処理されます。

解像度が 500 万ピクセルまたは 1,000 万ピクセルの場合、1 回の測定のポイントクラウドにはそれぞれ 500 万点または 1,000 万点が含まれます。ピクセル数によって、測定対象物のスキャンの詳細が決まります。 Arrinera の場合、測定対象物の正確な再構築が必要だったため、10 メガピクセルの 3D スキャナーが使用されました。

クラッチハウジングを両側からスキャンして、2 つの全体的なポイントクラウドデータを取得します。各ポイントクラウドには 6 つの個別の測定フレームがあります。スキャナーは自動ターンテーブルと連携して、各測定面の予備的な位置合わせを行います。データの位置合わせには、位置決めマークや形状ステッチを使用する方法もあります。

SMARTTECH 3D 測定ソフトウェアで点群を位置合わせする<br /> スキャン処理中に、ポイントクラウドは SMARTTCH 3D 測定ソフトウェアを使用して三角形メッシュに変換されます。各 SMARTTCH 3D スキャナーには測定ソフトウェアが装備されています。データ変換の前に、測定結果を調整する必要があります。3 点法を使用して、3 つの共通点を揃えて選択します。これにより、ソフトウェアはそれらの相対的な位置を自動的に決定します。私たちの目標は、スキャンされたオブジェクトの全体的な点群データを取得することです。自動ターンテーブルの使用により、比較結果操作の複雑さが大幅に簡素化されます。

ポイントクラウドを三角形メッシュに変換する前に、ポイントの位置に基づいてすべてのポイントクラウドを別の測定データと正確に位置合わせするグローバルアライメント機能を使用する必要があります。この段階では、異なるデータによって生じた重複領域をクリアする必要があります。これらの操作の後、ポイントクラウドは三角形メッシュに変換されます。Arrinera は、現在最も人気のある三角形メッシュ形式であり、3D プリンターやフライス盤と互換性のある stl 形式を選択しました。三角形メッシュは、CAD モデリングの基礎としても使用できます。 Arrinera は CAD モデルを生成して調整し、それをソフトウェアにインポートして CNC マシンを操作しました。 3D スキャンは、会社の予算圧力を軽減するだけでなく、特殊な部品の製造も可能にします。

位置決めマーカーを使用した大きなオブジェクトのスキャン<br /> 物体のサイズはさまざまであるため、計測ラボのターンテーブルを使用した 3D スキャンが必ずしも実行可能であるとは限らず、生産ラインで測定できる位置決めマーカーを使用する必要があります。 2 番目の例では、このアプローチについて説明します。最初のレプリカの製作中、長い設計プロセスにもかかわらず、すべての部品が当初の計画どおりに完成したわけではありません。

Arrinera のエンジニアたちはまさにその問題に直面していました。車体左側のシャシーは構造を最適化するために調整されています。車両の対称性を維持するために、反対側のベースもまったく同じにする必要がありました。 Arrinera の従来の測定方法では完全な 3D データを取得できなかったため、SMARTTECH の 3D スキャン技術を使用することを決定しました。

MICRON3D greenのシェルはカーボンファイバー製なので、ワークショップでも使用できます。内部コンポーネントは F7 グレードのフィルターによって保護されています。耐久性のあるボディシェルは安定性を保証するだけでなく、測定データの高品質も保証します。さらに、内部の衝撃吸収システムにより、結果の精度に影響を与える可能性のある振動も効果的に抑制されます。

既存のベースの幾何学的データは、物理的なプロトタイプから直接収集されました。アリネラ・フサリヤはプラットフォームの上にいたが、ドアが基地へのアクセスを妨げていた。ベースの大きさは3Dスキャナの視野範囲よりもはるかに大きいため、位置決めマーキング機能を備えたスキャン方法を使用する必要があります。

マーカーを使用した測定方法では、スキャン面に専用の位置決めマーカーを取り付ける必要があります。 SMARTTCH3Dmeasure 3D ソフトウェアは、3D スキャナーを操作して、2 つの独立した測定面上の 5 つの共通点を見つけ、それらを位置合わせします。 3D スキャナーのオペレーターは製品の全体像を把握し、ベースの残りのスキャンを簡単に追加できます。プロジェクターと CCD 検出器の間の鋭い角度により、大量の幾何学的データを取得できます。

位置決めマーカーを使用した 3D スキャンの結果は、位置がずれた点群になります。SMARTTCH3D ソフトウェアでのその後の後処理は、個々の操作ごとに直感的かつ自動的に実行されます。この場合、Arrinera が使用した Geomagic Design X で参照 CAD モデルを作成する必要もありました。このモデルは、必要な部品を作成する切断機と曲げ機に対応しています。

特定の要素の CAD モデルを作成したら、3D 印刷技術を使用して迅速なプロトタイピングを行うことができます。 Arrinera 社は、ポズナンに拠点を置く OMNI3D 社からこのソリューションを選択しました。同社の主力製品である Factory 2.0 は、熱溶解積層技術を使用して巨大な 3D モデルを製造できます。このデバイスは、設計プロセスでコンポーネントを継続的に改善し、一度に 1 つのプロトタイプではなく複数のプロトタイプを作成できるラピッドプロトタイピングに使用されます。伝統的な方法を使用すると、多くの時間と生産コストがかかります。

OMNI3D は、Arrinera のフレームを 1:1 スケールで印刷します。この技術により、スーパーカーメーカーはプロトタイプを迅速に作成できるだけでなく、ABS パーツも製造できます。 3D プリント技術を適用することで、Arrinera は部品の重量を軽減できます。これは、特に特定の要素を搭載するかどうかを決定する際に、スーパーカーにとって非常に重要です。最初のレーシングカーの設計と製造は、技術的な挑戦であるだけでなく、財政的な挑戦でもありました。 3D プリントはコストを節約するだけでなく、データの取得、プロトタイピング、生産の精度も保証します。 Arrinera は 3D プリント技術を使用することで、プロトタイプの制作の進捗が大幅に加速され、制作にかかる時間が節約されました。

マーテック:
ポーランドの光学測定機器の専門メーカー。同社は、産業、教育、博物館、医療向けに機器の開発に成功し、最高品質の計測ソリューションを提供しています。

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