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挑戰(zhàn): 美國(guó)汽車改裝公司Tucci Hot Rods為了能夠幫助客戶定制打造夢(mèng)想的汽車，正在尋求一種更快速的零件數(shù)字化方式。

解決方案: Artec Leo, Artec Studio, Rhinoceros 3D

效果: Tucci Hot Rods并沒有通過(guò)一系列的切割來(lái)確定車燈、通風(fēng)口、格柵和經(jīng)典汽車其他部位的尺寸，而是利用3D掃描將其數(shù)字化。讓該公司能夠?qū)α慵M(jìn)行調(diào)整，使其符合車主的設(shè)想，從而以更高效、更快速的工作流程進(jìn)行3D打印。

為什么選擇Artec 3D？借助Artec Leo，該公司能夠更準(zhǔn)確地捕捉改裝車的零部件，然后再使用Artec Studio對(duì)生成的模型進(jìn)行編輯，從而更輕松地進(jìn)行制造。 

改裝車在汽車傳統(tǒng)文化中占有特殊的地位。在20世紀(jì)30年代美國(guó)的大蕭條時(shí)期，當(dāng)時(shí)許多美國(guó)年輕人雖然手頭拮據(jù)，但擁有充足的時(shí)間，便開始嘗試改裝汽車。

這些車輛不僅僅為了博人眼球，也為了適應(yīng)比賽進(jìn)行改裝。除了在車手之間搜羅和交換華麗的改裝之外，許多車手還進(jìn)行了特別的性能升級(jí)，在第二次世界大戰(zhàn)后，正式的改裝賽*錦標(biāo)賽在美國(guó)和歐洲興起。

時(shí)至今日，“hotrod”一詞——用來(lái)形容改裝過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的新舊車輛，仍然是汽車發(fā)燒友熱愛的流行方式。為了重現(xiàn)原車的特別魅力，一些收藏家也在繼續(xù)改裝20世紀(jì)早期至中期的車輛，但過(guò)程說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難。 

經(jīng)Tucci Hot Rods改裝的1936年經(jīng)典道奇卡車。圖片由Tucci Hot Rods提供

由于大多數(shù)經(jīng)典汽車的零部件早已停止生產(chǎn)，一些設(shè)計(jì)也已消失在歷史的長(zhǎng)河中，改裝需要從頭開始。雖然可以通過(guò)傳統(tǒng)的手工打樣技術(shù)來(lái)完成，但Tucci Hot Rods現(xiàn)在已經(jīng)找到了另一種方法，在Artec Leo的幫助下可以使這一過(guò)程更快速、更準(zhǔn)確。

Tucci Hot Rods改裝車廠

在過(guò)去的25年里，Tucci Hot Rods已經(jīng)成為全美改裝車領(lǐng)域的一支重要力量，客戶遍布紐約和內(nèi)華達(dá)州。公司由Dave Tucci Jr.和他的妻子Jill創(chuàng)立，現(xiàn)在仍由家族經(jīng)營(yíng)，他們的兒子Dominick Tucci目前擔(dān)任工業(yè)設(shè)計(jì)師。

在公司進(jìn)行接洽時(shí)，客戶往往會(huì)圍繞所需的風(fēng)格或引擎提出一些泛泛的計(jì)劃，但卻無(wú)法將其付諸實(shí)施。而這正是Tucci Hot Rods聲名鵲起的原因：作為合作伙伴，Tucci Hot Rods與汽車改裝發(fā)燒友一起經(jīng)歷從設(shè)計(jì)到制造組裝的整個(gè)過(guò)程。

令人驚喜的是，該公司已設(shè)計(jì)出一種將擠出和樹脂3D打印機(jī)集成到工作流程中的方法，從而可以制造定制用途的汽車零部件，如車燈、燈罩和通風(fēng)口。不過(guò)目前，公司在如何獲得所需的測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)做相應(yīng)的修改方面還面臨著相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。

Dominick Tucci解釋道：“假設(shè)你有一個(gè)復(fù)雜的金屬形狀——可以在相對(duì)的兩邊各做一個(gè)打樣，然后進(jìn)行測(cè)量把這些點(diǎn)連接起來(lái)，就能制造出接近吻合的東西。”

“我們使用了大量的硬紙板，并打印了大量的原型零件，看看哪些合適并加以修改，再打印出新的。反復(fù)多次。如果想要制作一個(gè)非常好的模板，可能需要兩個(gè)小時(shí)。盡管如此，也可能并不完*。”

現(xiàn)代化汽車定制

為了改變Tucci Hot Rods的零件裝配方式，Tucci幾年前開始嘗試3D掃描。起初，他使用Xbox Kinect攝像頭和廉價(jià)的掃描軟件，雖然這僅能“獲取非常基本的表面”，但他表示“讓他了解了如何工作的這一概念”從而就能掌握更高*的設(shè)備。

在2021年的一次展會(huì)上，Tucci發(fā)現(xiàn)了Artec 3D掃描儀，隨后聯(lián)系了Artec大使Digitize Designs，在Digitize Designs的幫助下，根據(jù)Tucci Hot Rods的需求選擇了適合的設(shè)備和軟件。雖然他曾經(jīng)考慮過(guò)有線掃描儀，但作為設(shè)計(jì)師，無(wú)線的Artec Leo一體化特性和內(nèi)置顯示屏是他以及公司達(dá)成訂購(gòu)的因素。

Tucci補(bǔ)充道：“我之前使用過(guò)連接到電腦上的掃描儀，你需要不斷地查看掃描內(nèi)容，來(lái)確保得到的數(shù)據(jù)。有了Artec Leo，可以直接實(shí)時(shí)查看。另外，它的便攜性派上了大用場(chǎng)。”

采用Artec 3D掃描技術(shù)使Tucci Hot Rods縮短了交付時(shí)間。之前，為客戶的車輛部分制作模板需要兩個(gè)小時(shí)，而3D打印原型則需要20個(gè)小時(shí)——具體還決于改裝的復(fù)雜程度。得益于Artec Leo的0.1毫米高精度和每秒高達(dá)3500萬(wàn)的數(shù)據(jù)采集速度，Tucci和他的同事們現(xiàn)在能夠在幾分鐘內(nèi)完成確保合適的零件建模。

“只需15分鐘的掃描，便可完成3到4天反復(fù)的過(guò)程。”

據(jù)Tucci介紹，在他得益于3D掃描的一個(gè)項(xiàng)目中，為一輛經(jīng)典道奇汽車設(shè)計(jì)定制尾燈，節(jié)省的成本和準(zhǔn)備時(shí)間是顯而易見的。

Tucci說(shuō)：“我們花了3到4天的反反復(fù)復(fù)制作模板，打印測(cè)試件，修改，再打印。打印至少需要8到9個(gè)小時(shí)，這些材料也是由廉價(jià)材料制成的——并不是用于零件材料。我們還需要反復(fù)討論3、4天，而現(xiàn)在只需要15分鐘的掃描就可以取代這個(gè)過(guò)程。”

“我們與Tucci Hot Rods的合作是通過(guò)信賴的客戶建立起的聯(lián)系，讓我們能夠提供卓*的3D掃描專業(yè)知識(shí)，”Digitize Designs的Kyle Burdine補(bǔ)充道。“經(jīng)過(guò)評(píng)估，我們推薦了Artec 3D作為Dom公司的理想選擇。高投資回報(bào)率和汽車改裝行業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新，兩者之間的紅利顯而易見。”

Artec Studio在提高公司生產(chǎn)力方面同樣發(fā)揮著作用。Tucci表示，他擔(dān)心的是“捕獲到的掃描圖像是否擁有足夠的細(xì)節(jié)，但又不至于無(wú)法在Rhino 3D（常用CAD設(shè)計(jì)軟件）中調(diào)動(dòng)。”

但是，在Digitize Designs的指導(dǎo)下，他學(xué)會(huì)了使用Artec Studio的網(wǎng)格簡(jiǎn)化來(lái)降低模型的復(fù)雜性，從而避免了這個(gè)問(wèn)題。使用該軟件，可以刪除小多邊形，設(shè)置偏差水平，甚至設(shè)定多邊形數(shù)量，以優(yōu)化結(jié)果，并使模型在導(dǎo)出到其他平臺(tái)時(shí)更易于管理。

“在Artec Studio中，我開始使用減少網(wǎng)格中的多邊形數(shù)量的工具。每次嘗試在Rhino中這樣做時(shí)，它都會(huì)崩潰，”Tucci補(bǔ)充道。“我意識(shí)到應(yīng)該在Artec Studio中完成，然后再將其導(dǎo)入Rhino。”

“在我們拿到掃描儀之前，參加了關(guān)于如何使用Artec Studio和處理掃描數(shù)據(jù)的培訓(xùn)課程。這對(duì)我們的工作非常有利。”

汽車3D掃描及其他領(lǐng)域

自從采用了Artec 3D掃描以來(lái)，Tucci Hot Rods已經(jīng)將各種汽車零部件數(shù)字化，為改裝和制造做好了準(zhǔn)備。首先進(jìn)行掃描的是一輛1936年的道奇經(jīng)典卡車的格柵。

據(jù)Tucci介紹，該組件的外凸形狀非常復(fù)雜，因此用傳統(tǒng)方法建模十分困難，打印件前后都有四分之一英寸的偏差。考慮到車輛的這一部分“沒有過(guò)多的容錯(cuò)空間”，而且他表示“精確安裝非常關(guān)鍵”，因此3D掃描對(duì)于該項(xiàng)目至關(guān)重要。

該公司能夠以掃描數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，3D打印出與汽車格柵完*匹配的車頭燈罩。繼此次成功之后，Tucci和他的同事們又定制了復(fù)古福特汽車，包括1970年的野馬肌肉車和1931年的Model A sedan。

Tucci解釋說(shuō)：“為了定制Model A，我們以前會(huì)將發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在車架導(dǎo)軌上，然后用硬紙板將所有東西打樣。通過(guò)3D掃描，能夠捕捉發(fā)動(dòng)機(jī)和車架，繪制出所有發(fā)動(dòng)機(jī)支架，再用激光切割，然后所有一切都可以直接安裝。”

“如果考慮到我們收取每小時(shí)95-100美元的人工費(fèi)用，并且定制每輛車需要12-18個(gè)月的時(shí)間，即使是節(jié)省很少的時(shí)間也會(huì)帶來(lái)巨大的效益。”

隨著Tucci Hot Rods業(yè)務(wù)范圍的不斷多元化，一位客戶要求對(duì)一輛2022年的現(xiàn)代福特Maverick進(jìn)行數(shù)字化，而另一位客戶則希望拍攝一間無(wú)菌室。

后者的硅晶芯片工廠的幾個(gè)樓層中，有著裝載機(jī)器和泵的多層管道混凝土澆鑄的孔洞。為了避免不同樓層間出現(xiàn)的溢流，需要安裝細(xì)小的路沿石。

Tucci說(shuō)：“我們打造了這些圍繞每根管道并相互鎖定的圖板，但仍然需要掃描20個(gè)孔，這些孔具有不同的尺寸、管道和穿過(guò)的位置。使用Artec Leo掃描每個(gè)孔洞，對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記，再將其處理成模型。”

“每一個(gè)孔洞我們都必須為其專門制作專屬的圖板。如果沒有3D掃描儀，這個(gè)項(xiàng)目幾乎不可能完成。”

展望未來(lái)，Tucci表示，他的公司希望無(wú)論是在改裝車方面還是其他領(lǐng)域Artec Leo都能成為其業(yè)務(wù)不可少的一部分。“如果有人需要掃描任何項(xiàng)目，希望他們的公司能夠提供這樣的服務(wù)。”