時間就是金錢，對很多人來說，時間是奢侈品。對于那些花費長時間設(shè)計和制造模具以生產(chǎn)發(fā)動機裝置、變速箱和電子控制裝置等汽車功能部件的工程師來說，時間又何嘗不是一個奢侈品呢？如果可以節(jié)省 85% 的模具檢測時間，他們又會做什么呢？
選擇有很多，但他們很有可能會選擇檢測更多的模具或?qū)γ糠N模具進行更深入的檢測。他們也可能將節(jié)省下來的這些寶貴的時間用于創(chuàng)新，如開發(fā)新工藝和新產(chǎn)品或改進現(xiàn)有技術(shù)。
聽起來好得不太現(xiàn)實？其實不然，您需要做的只是打破現(xiàn)狀，用另一種更創(chuàng)新、更高效的技術(shù)產(chǎn)品來代替現(xiàn)有的檢測設(shè)備。汽車模具行業(yè)大型企業(yè)的工程師們就是這樣做的。他們將固定式藍光結(jié)構(gòu)光三維掃描儀與 Creaform 形創(chuàng)便攜式藍色激光三維掃描儀 HandySCAN 3D|BLACK Elite 進行了比較。
就檢測時間而言，它們執(zhí)行相同掃描過程所需的時間相差了好幾倍，具體而言，該固定式藍光三維掃描儀的檢測時間為 294 分鐘，而 HandySCAN 3D|BLACK Elite 的檢測時間為 45 分鐘。
是什么造成了這一巨大的時間差呢？
HandySCAN 3D|BLACK Elite 為什么能夠如此快速地工作？
是什么拖累了該藍光三維掃描儀？
在本文中，我們將介紹工程師們所遵循的流程和取得的成果。它用真實的數(shù)據(jù)比較了便攜式藍色激光三維掃描儀與固定式藍光（結(jié)構(gòu)光）三維掃描儀的性能。結(jié)果表明，手持設(shè)備的掃描速度明顯更快，而精度卻與安裝在三腳架上的設(shè)備相當。
基準測試在工廠的生產(chǎn)車間進行。工程師們讓模具在車間里放了一夜以讓其達到熱平衡，這樣他們就可以對 HandySCAN 3D|BLACK Elite 和現(xiàn)有測量系統(tǒng)進行公平的比較?；鶞蕼y試中的模具尺寸大約為 800 mm x 1000 mm x 1000 mm。該部件由管路和機電組件組成，因此設(shè)計相對復(fù)雜，包括一些難以用測量設(shè)備采集的死角區(qū)域。此外，材料的粗糙度適中，使用固定式藍光三維掃描儀時，需要噴粉。
部件尺寸 | 800 mm x 1000 mm x 1000 mm |
設(shè)計復(fù)雜性 | 復(fù)雜，帶管路和機電組件 |
表面反射率 | 高亮 |
測量環(huán)境 | 車間 |
掃描過程非常簡單，包含以下三個不同的步驟：
1. 設(shè)置和準備部件：在使用這兩種測量儀器進行測量之前，工程師們首先在模具表面上貼了約 40 個定位目標點。使用 HandySCAN 3D|BLACK Elite 時，他們只需插上設(shè)備電源。使用固定式藍光三維掃描儀時，他們安裝了三腳架，并將掃描儀安裝在了三腳架上。由于模具表面高亮，他們還必須在部件上噴粉，而使用 HandySCAN 3D|BLACK Elite 則不需要這一步驟。
2. 掃描和后期處理：然后，工程師們采集了測量數(shù)據(jù)。使用便攜式藍光三維掃描系統(tǒng)時，他們只需在模具上揮動 HandySCAN 3D|BLACK Elite，就像噴漆一樣。使用固定式藍光系統(tǒng)時，他們不得不將三腳架移動到不同的位置和角度，并放置額外的紙板來避免外部干擾。完成這些步驟后，工程師們處理了掃描數(shù)據(jù)，并獲得了干凈的 STL 文件。
3. 部件清潔：最后，工程師們拆除了定位目標點，完成了檢測工作。使用固定式藍光三維掃描儀時，他們還必須清除模具表面上的粉末。
使用基于激光的手持便攜式藍光三維掃描儀時，設(shè)置、準備、掃描、處理和清潔模具所需的總檢測時間為 45 分鐘，而使用固定式藍光三維掃描儀時則需要 294 分鐘。
步驟 | 某固定式藍光三維掃描儀 | 使用固定式藍光三維掃描儀需要更多時間 | |
設(shè)置和準備部件 | 5 | 84 | 16.8x |
掃描和后期處理 | 30 | 180 | 6x |
部件清潔（掃描后） | 10 | 30 | 3x |
時間（分鐘） | 45 | 294 | 6.5x |
簡而言之，與 Creaform 形創(chuàng)便攜式藍光三維掃描儀 HandySCAN 3D|BLACK Elite 相比，在精度相當?shù)那闆r下，某固定式藍光三維掃描儀在相同的環(huán)境條件下檢測相同的模具需要多花 6.5 倍的時間。
與手持式藍光三維掃描儀 HandySCAN 3D|BLACK Elite 掃描儀不同，該固定式藍光三維掃描儀必須安裝在三腳架上，并在啟動攝像頭之前放置在正確的位置和角度。因此，它需要進行多次調(diào)整。
由于每個模具都具有特別的形狀、幾何結(jié)構(gòu)和特殊特征，因此工程師在采集模具的整個輪廓之前必須確定正確的角度和位置組合。根據(jù)他們目前的內(nèi)部流程，三腳架必須移動到 16 個不同的位置才能完整地掃描整個部件。首先，工程師將三腳架放置在模具周圍的 10 個不同位置，并將攝像頭置于 45°角。然后，他們又把它移到另外 6 個位置，這次，他們將攝像頭置于 85°角。在每次移動三腳架之間，他們還必須精確地執(zhí)行 4 個不同的步驟，以正確改變攝像頭的角度和位置。
這些費力的操作很好地解釋了為什么固定式藍光三維掃描儀的準備和掃描過程更耗時。
由于安裝在三腳架上的結(jié)構(gòu)光計量系統(tǒng)必須圍繞模具旋轉(zhuǎn) 360°，才能完整地掃描其形狀，因此工程師必須在車間內(nèi)騰出足夠的空間，以容納模具和該固定式藍光 三維掃描儀。
工程師指出，該固定式藍光系統(tǒng)必須準確定位，才能有效采集死角特征。要將攝像頭重新定位到合適的角度，需要反復(fù)試驗，這不僅乏味，而且耗時。相比之下，使用便攜式藍光三維掃描儀 HandySCAN 3D|BLACK Elite 更容易掃描狹小區(qū)域。工程師手持設(shè)備，可以看到實時采集到的數(shù)據(jù)，這使他們可以根據(jù)掃描結(jié)果輕松地將光學(xué)器件調(diào)整到正確的角度，以獲取模具的復(fù)雜幾何形狀。如果缺少細節(jié)，他們可以立即發(fā)現(xiàn)，然后將 3D 激光掃描儀移動到特定區(qū)域上，輕松捕捉缺少的數(shù)據(jù)，從而在掃描過程中節(jié)省寶貴的時間。
如前所述，在使用固定式藍光技術(shù)產(chǎn)品之前，必須在模具的反光表面上噴上一層粉末。因此，在檢測結(jié)束時還需要花費額外的時間來清除所有粉末。相比之下，由于藍色激光掃描技術(shù)產(chǎn)品可以掃描任何類型的飾面，無需進行表面處理，因此多功能 HandySCAN 3D | BLACK Elite 的設(shè)置和部件處理時間幾乎縮短了 17 倍。
車間精度和可靠性
為了避免外部干擾和反射影響固定式藍光三維掃描儀的性能，工程師們用硬紙板將模具包圍了起來。他們通過這種方式來確保光線和周圍環(huán)境不會影響測量結(jié)果。藍色激光三維掃描儀則不需要這一步驟，這也變相地縮短了掃描過程。
在這項基準測試中，HandySCAN 3D|BLACK Elite 在各方面都勝過某藍光三維掃描儀。不僅節(jié)省了 85% 的檢測時間，方便工程師們把這些時間投入到更全面的檢測中，而且模具檢測還變得更容易、更簡單，因為無論環(huán)境是否穩(wěn)定、材料是否反光、工程師的 3D 掃描專業(yè)水平如何，掃描都可以輕松完成。
工程師們對 Creaform 形創(chuàng)的便攜式藍色激光三維掃描儀 HandySCAN 3D|BLACK Elite 的使用體驗總結(jié)如下：
1. 便攜性使檢測工作變得非常簡單：測量系統(tǒng)被帶到部件處，而不是相反。
2. 部件的準備工作非常簡單：只需放置目標點，插上設(shè)備，就可以開始掃描了。
3. 藍色激光在高反光表面上的表現(xiàn)令人印象深刻。
4. 掃描操作直觀易學(xué)，即使是初學(xué)者也不難理解。
5. 實時可視化幫助用戶在掃描時識別和補掃任何遺漏的區(qū)域。
6. 檢測后只需進行少量清潔工作。
HandySCAN 3D|BLACK Elite 在速度、便攜性、多功能性和精度方面的優(yōu)勢是顯而易見的，工程師們獲得了很好的使用體驗，并最終用它取代了現(xiàn)有的藍光掃描系統(tǒng)。
* 在該基準測試中，固定式藍光三維掃描儀和藍色激光三維儀的精度相當(25µm)。
關(guān)于形創(chuàng)
在塑造未來的空間計量技術(shù)方面，Creaform 形創(chuàng)擁有二十年的豐富經(jīng)驗，尤其擅長運用技術(shù)前沿的三維解決方案幫助客戶實現(xiàn)測量目標。憑借種類齊全的硬件和軟件產(chǎn)品組合，Creaform 形創(chuàng)賦能用戶通過 3D 掃描、逆向工程、質(zhì)量控制、無損檢測、產(chǎn)品開發(fā)和 MRO 親身體驗實時地創(chuàng)新。在 Creaform 形創(chuàng)的幫助下，來自汽車、航空航天、制造、重工業(yè)、石油和天然氣、發(fā)電、消費品、研究和教育等各行各業(yè)成千上萬的專業(yè)人士已經(jīng)探索到創(chuàng)新之有形。
Creaform 形創(chuàng)的總部位于魁北克省的萊維斯，在全球 26 個國家或地區(qū)擁有當?shù)剞k公室和一個由100多家經(jīng)銷商組成的網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)遍及超過 85 個國家。這樣的規(guī)模讓公司能夠與客戶建立關(guān)系并提供高質(zhì)量的服務(wù)。Creaform 形創(chuàng)是 AMETEK 阿美特克公司旗下的一個業(yè)務(wù)部門，阿美特克(紐交所代碼：AME)是工業(yè)技術(shù)解決方案的全球供應(yīng)商，服務(wù)于各種具有吸引力的利基市場，年銷售額超過 70 億美金。阿美特克成立于 1930 年，在紐約證券交易所上市已有 90 多年的歷史，是標準普爾 500 指數(shù)的成分股之一。
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