3D扫描与逆向工程简化原始家具设计与制造过程

家具制造商将3D扫描外包至Artec,以提高生产率、节省时间、降低成本。

MU Form Furniture Design(MU Form家具设计)是一家位于奥克兰的公司,为现代家庭和企业设计、制造、分销家具产品。由于优质的原创设计广受建筑师和室内设计师欢迎,因此公司订单接连不断。

MU Form使用的主要材料为高质胶合板,由于可用于制作各种外形的桌椅,因此也是业内使用最广泛的材料之一。

公司专家正在探寻一些其他制造商难以复制的优秀设计。

红灰两色V型餐椅,由MU Form的Po Shun Leong设计。

“我们的设计师都需要制作椅凳原始模型,再经反复尝试,来完成家具设计,”MU Form公司CEO Mark Leong说道。

为生产一件新设计的家具,MU Form通常需要将原始模型运送到海外工厂,再使用刨槽复制器制作木质模具,逆向生成一个模型。

过去获得量产V型椅尺寸的方法。

“虽然这种方式能让我们根据椅子原型制作出相对精确的模型,但我们无法对模型曲度或表面进行微调,无法满足家具最终成品的要求,”Mark说道。

例如,在初始阶段,无法调整模具使椅凳表面完全平整。而且,一些手动操作必须在模具上完成,如此一来,就无可避免地在成品中产生误差。此外,因无法保证绝对对称,这一方法也无法用于制作对称家具。

“尽管最终效果也能让家居进行量产,但始终不能达到我们对于质量和标准化的预期,”Mark说道。

最近,这家公司开始将3D模具制作业务外包至加州帕罗奥多市的Artec公司。

黑色V型休闲椅,由MU Form的Po Shun Leong设计。

工作流程大致如下:家具开发商制作家具原始模型。使用Artec Eva对原始模型进行3D扫描,完成逆向制作。原始点数据随即用于Rhino 3D制作轮廓,尤其可以实现曲率和半径变化的精确建模。

平面可以在程序中重建。可直接生成镜像模型制作镜像家具。最终成品为去除原始模型瑕疵、经过微调的成品模型。

随后,将3D模型发送至工厂,并基于文件直接制作精准的CNC金属模具。公司也可使用着色版3D模型申请专利,或向潜在客户展示即将出品的产品外形。

胡桃木V型休闲椅。

V型的原始模型由Artec的Rachel Yalisove完成3D制作。一起来听听看她的感受:

“扫描过程非常快,不超过10-15分钟。总体来说非常简单。椅子为木制结构,加上哑光处理,且椅身的一些木纹能帮助Eva不偏离目标。我分别扫描了椅子的正面、背面和边缘,然后使用对齐工具迅速整合。”

V型椅原始模型,由Artec Eva完成3D扫描。

“我只需在扫描时额外关注边缘处是否收集到足够多的数据,以保证轮廓清晰。扫描这些区域时,扫描仪表现很好。即便放在格纹地板或背对墙壁,也能轻松跟踪物体。”

“加工过程不到一小时。将数据对齐后,我们使用了‘登记’、‘去除异常值’、‘平稳融合’等算法,效果非常棒。还能快速筛查.1质量精度的数据。底座为170万个多边形/89.2Mb。椅腿为55万个多边形/30Mb。我们最终以STL格式导出文件,并通过下载链接发送给客户。”

Artec Studio中的V型椅3D模型。

使用Artec扫描仪帮助MU Form显著改善了家具质量和稳定性,同时又极大提高了生产效率,节省了开发时间,降低了开发与生产成本。

“现在我们可以在数码空间内对家具进行数字化微调,模具工厂可通过CNC(而非木质模具)在椅凳数码模型基础上制作金属模具。相比过去运送原始模型、手动制作模具的过程,新方法花费的时间大大降低,”Mark说道。“CNC金属模具可以让量产家具的质量大幅改善。”

使用新方式制成的V型椅金属模具。

制作模具的时间从原本的60-90天缩减为20天,成本节约了10-15%。

Mark表示最让他惊喜的是模型的精度:“逆向工程制成了高精度模型,且允许我们对数字模型进行微调,让我们朝未来迈进一大步,实现更高水准的家具质量和稳定性。”

Mark还补充道,MU Form计划继续和Artec合作生产其他家具产品,包括桌子、躺椅和其他大型家具。

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