服务商用Artec方案修补海军军舰叶轮

3D打印动态
2022
01/29
09:49
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案例概述

概要:作为海军军舰重要组件的逆向制作项目,从船体、引擎到船载武器系统,都是一项极具挑战性的工作,因为没有图纸或CAD文件可作参考。
工具:Artec Eva, Spider以及Artec Studio
效果:借助最先进的便携式3D扫描技术,在时间紧迫的情况下,按高标准制作全新组件并完成修改。

Marinebedrijf Koninklijke Marine(以下简称MKM)是一家负责荷兰皇家海军以及比利时海军M级护卫舰所有海军军舰维护工作的荷兰企业。该企业同时也为船只制作新部件,为从船体、武器系统到引擎的各个部位进行修缮。

MKM从Artec在比荷卢经济联盟荷兰金牌经销商商4C Creative CAD CAM Consultants处购得Artec Eva与Spider 3D扫描仪,并用于这一项目。

“海军军舰所有船只都需要我们定期维护,因此3D扫描技术的应用变得越发重要,” MKM的CNC协调员 Ben Jansen说道。“大多数情况下我们没有需维修部件的设计图稿或CAD文件。”

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△使用Eva扫描待维修的船体部件

没有这些零件的3D数据或设计稿时,MKM会带上Artec 3D扫描仪为对象创建一份3D图档,并基于此逆向制作所需部件。随后,通过3-5轴铣削或3D焊接等加工技术再造这一部件。

“我们现在的工序更快更准,”Ben Jansen说道。“如今基于完整的3D模型,我们就可以获得每一个部件的准确尺寸。效率明显提高,为我们的项目节约了大量成本。”

团队无需再使用直尺或其他工具测量。这种传统方式非常耗时且结果并不准确。“另外,还会经常发生某些部位忘记测量需要返场的情况。现在这一切都不会发生了,” Ben Jansen说道。

MKM使用这些扫描仪采集了多艘船只,例如,前任荷兰女王的一艘名叫“Green Drake”的船。这艘船几乎没有任何设计图,于是团队开始扫描现存船体,并对船体的3D模型进行修正,如补齐裂缝和缺失部位,制作全新部件恢复船体原貌。

“使用3D扫描技术,我们可以更快更高效地工作,当然,我们现在也可以完成一些过去无法制作或制作过程极其耗时的修复。” Ben Jansen说道。

另一项实例是人员车辆登陆艇(LCVP)叶轮修复项目。这艘船在海军下船时,一半船体搁置于海岸。当启程返航时,LCVP后退入海,此时叶轮被海边的沙石吞噬,石块撞击叶轮,会导致叶轮部分碎裂。

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△登陆艇在离开海滩时会导致叶轮破损

团队对叶轮进行了扫描,并使用STL格式的扫描文件对机器人焊接系统进行编程,以准确焊接需要新增材料的部位。
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△需修补的叶轮

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△扫描数据,可见叶轮的磨损情况

3D扫描仪还可用于逆向制造FRISC型高速船舱座椅,这类船只通常执行拦截任务,时速可达80公里/时。

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△乘风破浪,FRISC型高速船正在执行拦截任务

由于受波浪影响较大,部分舱内座椅会开裂,需定期维护。在最近一期项目中,MKM使用Eva 3D扫描仪采集了一张座椅,并使用数模逆向制作需要维护的座椅模具。

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△FRISC型高速船舱的座椅

“数据收集完毕后,我们使用Artec Studio提供的工具逆向制作成完整模型,” Ben Jansen说道。“如果Artec Studio中找不到修改模型所需的工具,比如为3D模型增加新材料,我们就会导出到其他软件进行必要的处理。”

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△逆向设计图与原扫描数据

Artec首席业务发展官Andrei Vakulenko进一步解释道:

“如果你需要在军用船只或飞机上增加任何东西,最快最准确的办法就是先扫描这些区域。质量检测是另一个热门领域,因为螺旋桨等部件可以用3D扫描来定期检查以确保质量。3D扫描也常用于远程支持,军舰通常距离基地很遥远,在需要技术支持的时候,往往是远程执行的。通过3D扫描,支持工程师可以远程全面地查看问题所在。“

愿景是,有一天,不仅可以采集海军所需的数据,还可以根据需要3D打印这些部件。

“当3D打印分布式运行时,我们预计所有大型船只都将拥有3D扫描仪和3D打印机,以便零件可以进行3D扫描,然后打印。对于大型海运船只,这真的是一个理想的解决方案:比待在修理基地等待更换零件要快得多。目前,相当多的小部件可以通过耐用塑料3D打印,并取得成功,当金属3D打印机也可以达到同样的应用时,突破将会来临。“







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