時(shí)光侵蝕無(wú)法困住百年老車(chē)，3D數(shù)字化制造助力重新上路

挑戰(zhàn)：以經(jīng)濟(jì)的成本制作一個(gè)金屬閥門(mén)蓋,，來(lái)替換之前殘破的閥門(mén)蓋

解決方案：3D Systems的ODM服務(wù)中心使用3D Systems的Geomagic Design X三維掃描軟件建立CAD模型,，再通過(guò)SLA打印機(jī)得到閥門(mén)蓋原型，從而制作出成品鑄件

成果：

• 替換原來(lái)的閥門(mén)蓋,，與其他部件完美匹配
• 簡(jiǎn)化和經(jīng)濟(jì)有效的流程,，極大降低部件制作成本
• 通過(guò)數(shù)字化流程改進(jìn)部件的功能性和美學(xué)SLA技術(shù)制作出表面光潔的原型
  
  

今天案例的主人公是杰•雷諾�,？赡苡行┤藢�(duì)他不夠了解,。這位大叔（爺）當(dāng)年主持的杰·雷諾今夜秀曾風(fēng)靡一時(shí)。這位大叔平生的愛(ài)好就是收藏古董車(chē),。



雖然雷諾鐘情于古董車(chē),，但他表示他不是那么熱愛(ài)古董車(chē)使用的古老技術(shù)的。

雷諾對(duì)古董車(chē)的無(wú)比摯愛(ài)鼓勵(lì)了他對(duì)新技術(shù)的探索,，他希望他收藏的汽車(chē)能夠保持正常運(yùn)轉(zhuǎn),。他最近就修復(fù)了一輛古董車(chē)1916 Owen Magnetic。


1916 Owen Magnetic是第一輛商業(yè)化的混合動(dòng)力汽車(chē)

時(shí)光給予了古董車(chē)歲月沉淀的美,，但與此同時(shí),，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)一個(gè)多世紀(jì)的漫長(zhǎng)時(shí)光，這輛古董車(chē)閥門(mén)蓋已經(jīng)被腐蝕損毀,。雷諾萬(wàn)分想要一個(gè)替代的部件修復(fù)這輛摯愛(ài)的古董車(chē),，當(dāng)然，修復(fù)成本肯定不能過(guò)于昂貴,。

3D Systems之前就有過(guò)成功幫助雷諾修復(fù)其他古董車(chē)的先例,，所以這次雷諾也首先就想到了尋求3D Systems的技術(shù)支持。

雷諾的團(tuán)隊(duì)先使用逆向工程軟件設(shè)計(jì)了一款新型的閥門(mén)蓋,。再將數(shù)據(jù)發(fā)送至3D Systems服務(wù)中心（On Demand Manufacturing）,，通過(guò)3D打印制作原型。

最終,，3D Systems一站式的解決方案僅使用傳統(tǒng)方法1/10的成本就幫助雷諾的團(tuán)隊(duì)成功替換了古董車(chē)破舊的閥門(mén)蓋,。
百年老車(chē)-歲月沉淀之美
百年老車(chē)Owen Magnetic通過(guò)3D Systems的數(shù)字化流程和按需定制服務(wù)，重新上路

一輛汽車(chē)經(jīng)過(guò)100年的歲月洗禮,，那么它就很難不需要維護(hù)保養(yǎng)了,。

一般數(shù)十年時(shí)間里,，古董車(chē)的零部件就會(huì)變得稀缺，部件成本也水漲船高,�,？紤]到維修的困難和昂貴的費(fèi)用，古董車(chē)往往就會(huì)被收藏到博物館,，或變成私人藏品,，成為一件件靜止的物品。

作為一個(gè)狂熱的汽車(chē)愛(ài)好者,，雷諾不想1916 Owen Magnetic成為這樣一件僅供觀賞的物品,。

從三維掃描到CAD軟件的捷徑，通過(guò)Geomagic Design X逆向軟件創(chuàng)建精確的閥門(mén)蓋CAD模型

為了讓Owen Magnetic的車(chē)輪繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),，雷諾和他的團(tuán)隊(duì)需要克服巨大挑戰(zhàn),。雷諾表示：“當(dāng)我們開(kāi)始翻新車(chē)子，發(fā)現(xiàn)為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液提供通道的閥門(mén)蓋,，它看起來(lái)就像一塊瑞士奶酪,，垃圾場(chǎng)都找不到這么破爛的閥門(mén)蓋了，通過(guò)殘留的膠水和粘合劑等種種跡象也表明之前有過(guò)幾次失敗的修復(fù),�,！�

雷諾團(tuán)隊(duì)試圖修復(fù)原始的閥門(mén)蓋，但是無(wú)法成功,，選擇替代品是唯一的方法

閥門(mén)蓋的逆向工程修復(fù)
尋找最佳解決方案來(lái)修復(fù)閥門(mén)蓋的重任就落到了雷諾團(tuán)隊(duì)首席工程師吉姆•霍爾身上。

對(duì)于定制型汽車(chē)維修工作,，霍爾已經(jīng)是個(gè)中老手,，多年來(lái)霍爾一直在與時(shí)俱進(jìn)，他能在數(shù)小時(shí)內(nèi)找到優(yōu)質(zhì)的解決方案,。

霍爾表示：“修復(fù)原來(lái)的閥門(mén)蓋已經(jīng)不現(xiàn)實(shí)了,，畢竟那么破爛了”，霍爾的方法是在一些新技術(shù)的幫助下優(yōu)化部件,。

首先,，通過(guò)FARO® Design ScanArm將原始的閥門(mén)蓋數(shù)據(jù)掃描至Geomagic Design X™逆向工程軟件。

不同于紅色激光技術(shù)掃描儀,，藍(lán)色激光技術(shù)掃描儀能夠一次掃描原始閥門(mén)上的黑色表面和拋光表面,。點(diǎn)云數(shù)據(jù)隨后就會(huì)被傳送至3D Systems的3D建模服務(wù)團(tuán)隊(duì)，將3D掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為最終的CAD模型數(shù)據(jù),。

3D Systems的技術(shù)人員同霍爾一起協(xié)作,，在保持這個(gè)百年老車(chē)部件質(zhì)感的同時(shí)，還要優(yōu)化其美觀度和性能,。

許多最終的更新都是由Geomagic Design X軟件中獨(dú)特的功能完成,，這些功能能夠讓3D Systems的技術(shù)人員用光滑的表面代替原來(lái)的腐蝕和凹陷的地方,，同時(shí)可以提取設(shè)計(jì)元素以改善最終的外觀。

一旦掃描完成,，3D Systems的3D建模團(tuán)隊(duì)就生成了精準(zhǔn)且經(jīng)過(guò)優(yōu)化的閥門(mén)蓋模型

例如,，“Owen Magnetic”字樣在閥門(mén)蓋的外部是浮雕式的，特別縮小了文字尺寸,，以便文字處于既定的框線內(nèi),。

原始的設(shè)計(jì)中，這些字母就好像是從蠟片上手工切割下來(lái),，貼到蠟?zāi)Ｉ先�,，再制造出�?lái)的，比價(jià)粗糙,。所以原始的部件上很多字母有瑕疵,，個(gè)別字母和其他字母之間都沒(méi)有對(duì)齊。

霍爾希望可以確保字母保持對(duì)齊的同時(shí),，又能保留這些瑕疵字母的真實(shí)性,。

3D Systems的技術(shù)人員按照他們的需求，使用改進(jìn)的定義線將字母繪制出來(lái),，使最終的部分看起來(lái)比原來(lái)的更精致,。

在功能性的改造上，3D Systems團(tuán)隊(duì)同霍爾寫(xiě)作,，重新設(shè)計(jì)了被嚴(yán)重侵蝕的部分內(nèi)部的功能,。按照霍爾的要求，加厚了幾個(gè)結(jié)構(gòu),，并拓寬了它們之間的連接,，以幫助它們更好地抵御侵蝕。最終,，技術(shù)人員將歧管安裝面加厚了幾毫米,，用于適應(yīng)后續(xù)的面銑削操作，這樣可以為墊圈提供光滑的表面,，防止冷卻劑泄漏,。

3D打印熔模鑄造原型
一旦閥門(mén)蓋設(shè)計(jì)就緒，3D Systems的ODM服務(wù)中心團(tuán)隊(duì)使用Geomagic Design X軟件導(dǎo)出模型,，通過(guò)3D Sprint™軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,。

使用3D Sprint的高級(jí)網(wǎng)格創(chuàng)建和編輯工具，他們將實(shí)體模型轉(zhuǎn)換成一個(gè)詳細(xì)的網(wǎng)格,，然后對(duì)其進(jìn)行縮放,，來(lái)計(jì)算被鑄造的金屬合金的收縮系數(shù)。

3D Systems的技術(shù)人員隨后使用SLA光固化技術(shù)制作了QuickCast原型,。QuickCast原型專門(mén)為熔模鑄造而設(shè)計(jì),，原型內(nèi)部是帶晶格支撐的中空結(jié)構(gòu),。

原型的中空結(jié)構(gòu)可以減少材料的使用，而且容易汽化蒸發(fā),。原型的打印由3D Systems的打印機(jī)ProX® SLA 800和Accura®CastPro樹(shù)脂材料完成,。


數(shù)字化工作流程使雷•杰諾的古董車(chē)1916 Owen Magnetic成功擁有了全新的閥門(mén)蓋，妥妥的再跑百年

3D Systems的地區(qū)銷(xiāo)售經(jīng)理塞可•卡帕林格表示：“我們的SLA 3D打印技術(shù)打印的部件精度非常高,，由于我們的SLA支撐結(jié)構(gòu)可以徒手撕掉,，無(wú)需額外溶化，所需要的后處理很少,，最終打印的部件表面光潔度高,，極適合用于鑄造原型�,！�

卡帕林格表示,，幫助古董車(chē)做鑄件的熔模鑄造工廠對(duì)于3D Systems使用3D打印制作原型的方式非常感興趣，他們已經(jīng)提出在完成Owen Magnetic制作另一個(gè)原型的需求,，來(lái)用于國(guó)際鑄造比賽,。

通過(guò)3D Systems的ODM服務(wù)中心打印的原型制作出鋁制鑄件

一旦3D打印完成，原型被送到SeaCast Inc,，這是一家位于美國(guó)西北部的鑄造工廠,。SeaCast通過(guò)3D打印的鑄造原型來(lái)做鋁鑄件模具，然后完成的鑄件被寄往雷諾團(tuán)隊(duì)進(jìn)行最后的修整與裝配,。

在通過(guò)銑削,、鉆孔、油漆和拋光步驟后,，霍爾在車(chē)上重新安裝了這個(gè)嶄新的閥門(mén)蓋,。

雷諾表示，車(chē)子運(yùn)行的非常完美,。“這就是3D打印的魅力,，古董車(chē)的零部件再也不受時(shí)間的局限無(wú)法制作,。古董車(chē)現(xiàn)在可以再來(lái)跑個(gè)一百年沒(méi)問(wèn)題了�,！�

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來(lái)源：3D Systems