使用3D扫描修复古董老爷车

Classic-Car.TV在慕尼黑工业大学使用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。

我们该如何捕获一辆罕见老爷车现状,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奇幻世界。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。

准备扫描的Ford Eifel。为确保更好的追踪效果,在大面积纯色表面上,增加 了部分标靶。

以前,所有老爷车都使用模板手动捕获: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。

“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。”​

扫描引导框架​

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,导致不得不使用高性能计算机。

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。

扫描福特内部

“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(Concorso Competizione Sportivo)上, 以“未来与过去交汇”为口号展示了原始模型。

福特3D模型​

Classic-Car.TV: 未来3D扫描项目

“我们目前和MakerSpaceArtec 3D一起,正在接手几个项目,通过这些项目,我们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。”

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。

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