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航空航天案例 | 形創(chuàng)計(jì)量級(jí)三維掃描儀 HandySCAN BLACK|Elite 及配套軟件平臺(tái)徹底改變定制發(fā)動(dòng)機(jī)制造流程

ainet.cn   2025年05月15日

位于伊利諾伊州的 Centurion Performance & Engines 是一家定制高性能發(fā)動(dòng)機(jī)和部件制造商,市場(chǎng)對(duì)他們提供的定制改裝和機(jī)身安裝服務(wù)需求量很大。

該公司成立于 2009 年,其研發(fā)部門擁有一系列先進(jìn)工具,包括一個(gè)配備 SolidWorks 工作站的加工中心。由于裝備精良,研發(fā)團(tuán)隊(duì)能夠設(shè)計(jì)和測(cè)試各種其獨(dú)有的系統(tǒng)和部件,從而讓公司生產(chǎn)出與眾不同的產(chǎn)品,同時(shí)達(dá)到理想的功能水平。許多零件和創(chuàng)意經(jīng)他們測(cè)試之后都集成到了其他發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)中,起到了幫助客戶推動(dòng)持續(xù)改進(jìn)和創(chuàng)新的作用。

挑戰(zhàn)

手工裝配導(dǎo)致生產(chǎn)規(guī)模難以擴(kuò)大

Centurion Performance & Engines 專為眼光獨(dú)到的客戶打造優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品并以此為榮。然而,隨著需求的增長(zhǎng),待開發(fā)組件的復(fù)雜程度日益提高,Centurion 團(tuán)隊(duì)隨之意識(shí)到,制造專家不能再僅僅依賴手工流程。

傳統(tǒng)的制造工藝速度太慢,而且很難精確復(fù)制,導(dǎo)致團(tuán)隊(duì)成員無(wú)法生產(chǎn)出一致的高質(zhì)量部件和組件。這個(gè)問(wèn)題在采用有機(jī)表面設(shè)計(jì)復(fù)合材料面板的時(shí)候顯得尤為突出,因?yàn)檫@些面板必須能夠正確組裝在一起,形成能夠安裝在現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)艙中的新型動(dòng)力系統(tǒng)。

將原型投入量產(chǎn)的過(guò)程尤其具有挑戰(zhàn)性,因?yàn)樵谌狈?shù)字表現(xiàn)方法的情況下,要實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)(例如發(fā)動(dòng)機(jī)艙)的可視化難度很大。這就導(dǎo)致各個(gè)團(tuán)隊(duì)之間來(lái)回拉扯,交付時(shí)間隨之延長(zhǎng)。

許多創(chuàng)新項(xiàng)目因?yàn)槿斯ら_發(fā)系統(tǒng)所需的財(cái)務(wù)和時(shí)間成本過(guò)高而停留在概念設(shè)計(jì)階段。在意識(shí)到高精度設(shè)備對(duì)成功生產(chǎn)原型部件的重要性之后,Centurion Performance & Engines 開始積極探索更可行、更高效的解決方案。

公司總裁 Tim Slater 解釋說(shuō):“我們使用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)與客戶合作實(shí)施了一個(gè)逆向工程項(xiàng)目,我從中明白了一件事:計(jì)量解決方案是成功開發(fā)原型的關(guān)鍵所在。在親眼看到三維掃描技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用之后,我們馬上意識(shí)到,必須沿著這個(gè)方向前進(jìn)。”

解決方案

HandySCAN BLACK|Elite 和 VXmodel 在三維掃描精度和后期處理速度方面表現(xiàn)出色

Tim 測(cè)試了多款 3D 測(cè)量產(chǎn)品。他說(shuō):“在對(duì)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理時(shí),我們遇到了很多困難,導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。我也意識(shí)到,為了獲得滿意的后期處理結(jié)果,我需要花費(fèi)大量時(shí)間和精力來(lái)處理掃描數(shù)據(jù)。所以,我決定試一試計(jì)量級(jí)便攜式三維掃描儀產(chǎn)品 HandySCAN BLACK|Elite。這是我在經(jīng)歷一年半的挫折但徒勞無(wú)功之后做出的決定。”

試用結(jié)果讓工程團(tuán)隊(duì)印象深刻。“原始三維掃描數(shù)據(jù)的精度與 Creaform 形創(chuàng)VXmodel 后期處理軟件的強(qiáng)大功能相結(jié)合,為我們提供了相當(dāng)快的測(cè)量速度和高質(zhì)量的渲染效果,這是我們之前嘗試的其他設(shè)備都做不到的。掃描操作非常方便,軟件也非常出色。”

Creaform 形創(chuàng)的技術(shù)設(shè)備幫助 Centurion Performance & Engines 縮短了產(chǎn)品上市時(shí)間并擴(kuò)大了產(chǎn)能。使用 HandySCAN BLACK|Elite 之后,團(tuán)隊(duì)能夠?qū)Σ考同F(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)艙進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的掃描,從而精確設(shè)計(jì)并組裝滿足客戶標(biāo)準(zhǔn)的新型動(dòng)力系統(tǒng)。快速創(chuàng)建和測(cè)試原型的能力大幅縮短了研發(fā)時(shí)間。

例如,Tim 現(xiàn)在可以在 48 小時(shí)內(nèi)為公司用來(lái)參賽的飛機(jī)設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試新部件,而這個(gè)過(guò)程曾經(jīng)需要耗費(fèi)大量時(shí)間。

“為了改裝公司的首架參賽飛機(jī),我們幾乎兩個(gè)月沒有休息。我們對(duì)試飛結(jié)果非常滿意,這時(shí)距離我們出發(fā)去參賽的日子還有三天時(shí)間。還剩最后一項(xiàng)任務(wù):發(fā)動(dòng)機(jī)罩底部開了一個(gè)很大的洞,用來(lái)安裝新的高性能排氣系統(tǒng)”,他說(shuō)。

“我知道,這個(gè)大洞是造成阻力的主要原因。因此,我打算制作一個(gè)部件來(lái)把它封上,同時(shí)以一種適當(dāng)、有效的方式將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻空氣導(dǎo)出飛機(jī)底部。 在一個(gè)周二下午,我掃描了發(fā)動(dòng)機(jī)罩底部和周邊區(qū)域。然后,我坐在電腦前,用了幾個(gè)小時(shí)來(lái)處理掃描數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)部件,然后為這個(gè)部件制作模具。 晚上 11 點(diǎn)左右,我還在工廠里拼接聚氨酯工具板來(lái)加工模具。 加工工作在凌晨 5 點(diǎn)完成。接近中午的時(shí)候,我回到工廠為鋪設(shè)碳纖維部件準(zhǔn)備模具。部件鋪好并裝入真空袋后,我設(shè)置了一個(gè) 24 小時(shí)的定時(shí)器。周四上午,我把部件從模具中取出來(lái),運(yùn)到飛機(jī)邊進(jìn)行整修和安裝。當(dāng)天晚上 9 點(diǎn)左右,部件安裝完畢,排氣管也已加長(zhǎng),隔熱罩也已就位。整個(gè)項(xiàng)目從開工到完工不到兩天時(shí)間。”

結(jié)果

擴(kuò)大產(chǎn)能迎接新的市場(chǎng)機(jī)遇

通過(guò) HandySCAN BLACK|Elite 和 VXmodel 為 Centurion Performance & Engines 帶來(lái)了可觀的商業(yè)利益。

Tim 表示,“我們現(xiàn)在可以在實(shí)際制造之前通過(guò)數(shù)字方式對(duì)部件進(jìn)行可視化和裝配,從而節(jié)省了大量的時(shí)間和精力。得益于高質(zhì)量的掃描和性能優(yōu)異的工具,我們生產(chǎn)和銷售的部件數(shù)量成倍增加,投資回報(bào)率也得以實(shí)現(xiàn)。”

他強(qiáng)調(diào),擁有功能強(qiáng)大并且集成后期處理軟件模塊的 3D 掃描解決方案至關(guān)重要。“VXmodel 的功能遠(yuǎn)勝我用過(guò)的其他工具。我看到其他人使用價(jià)格低廉的手持式掃描儀也獲得了高質(zhì)量的圖像。但是,只有 VXmodel 能夠從掃描圖像中獲取準(zhǔn)確而一致的數(shù)據(jù)。 它的表面處理工具優(yōu)異,還能將文件和掃描圖像直接發(fā)送到 SolidWorks。”

Creaform 形創(chuàng)的三維掃描儀和掃描到 CAD 軟件還為 Tim 的公司創(chuàng)造了額外的市場(chǎng)機(jī)會(huì),因?yàn)樗麄儸F(xiàn)在能夠提供新的服務(wù),還有過(guò)去無(wú)法實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域。Tim 總結(jié)道:“自從買了 HandySCAN BLACK|Elite 和 VXmodel 之后,我們開辟了全新的賽道。我相信,三維掃描儀、數(shù)據(jù)和軟件將幫助我們攻克各種研發(fā)和原型項(xiàng)目!”

(來(lái)源:CREAFORM形創(chuàng))

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