時光侵蝕無法困住百年老車，3D數(shù)字化制造助力重新上路

挑戰(zhàn)：以經(jīng)濟(jì)的成本制作一個金屬閥門蓋，來替換之前殘破的閥門蓋

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SLA打印機(jī)得到閥門蓋原型，從而制作出成品鑄件

成果：

• 替換原來的閥門蓋，與其他部件完美匹配
• 簡化和經(jīng)濟(jì)有效的流程，極大降低部件制作成本
• 通過數(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λ�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。這位大叔平生的愛好就是收藏古董車。



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

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


1916 Owen Magnetic是第一輛商業(yè)化的混合動力汽車

時光給予了古董車歲月沉淀的美，但與此同時，經(jīng)過長達(dá)一個多世紀(jì)的漫長時光，這輛古董車閥門蓋已經(jīng)被腐蝕損毀。雷諾萬分想要一個替代的部件修復(fù)這輛摯愛的古董車，當(dāng)然，修復(fù)成本肯定不能過于昂貴。

3D Systems之前就有過成功幫助雷諾修復(fù)其他古董車的先例，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)計了一款新型的閥門蓋。再將數(shù)據(jù)發(fā)送至3D Systems服務(wù)中心（On Demand Manufacturing），通過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)成功替換了古董車破舊的閥門蓋。
百年老車-歲月沉淀之美
百年老車Owen Magnetic通過3D Systems的數(shù)字化流程和按需定制服務(wù)，重新上路

一輛汽車經(jīng)過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)十年時間里，古董車的零部件就會變得稀缺，部件成本也水漲船高�？紤]到維修的困難和昂貴的費(fèi)用，古董車往往就會被收藏到博物館，或變成私人藏品，成為一件件靜止的物品。

作為一個狂熱的汽車愛好者，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Geomagic Design X逆向軟件創(chuàng)建精確的閥門蓋CAD模型

為了讓Owen Magnetic的車輪繼續(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)我們開始翻新車子，發(fā)現(xiàn)為發(fā)動機(jī)冷卻液提供通道的閥門蓋，它看起來就像一塊瑞士奶酪，垃圾場都找不到這么破爛的閥門蓋了，通過殘留的膠水和粘合劑等種種跡象也表明之前有過幾次失敗的修復(fù)�！�

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

閥門蓋的逆向工程修復(fù)
尋找最佳解決方案來修復(fù)閥門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。

對于定制型汽車維修工作，霍爾已經(jīng)是個中老手，多年來霍爾一直在與時俱進(jìn)，他能在數(shù)小時內(nèi)找到優(yōu)質(zhì)的解決方案。

霍爾表示：“修復(fù)原來的閥門蓋已經(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FARO® Design ScanArm將原始的閥門蓋數(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上的黑色表面和拋光表面。點(diǎn)云數(shù)據(jù)隨后就會被傳送至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，在保持這個百年老車部件質(zhì)感的同時，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的腐蝕和凹陷的地方，同時可以提取設(shè)計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)過優(yōu)化的閥門蓋模型

例如，“Owen Magnetic”字樣在閥門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)計中，這些字母就好像是從蠟片上手工切割下來，貼到蠟?zāi)Ｉ先�，再制造出來的，比價粗糙。所以原始的部件上很多字母有瑕疵，個別字母和其他字母之間都沒有對齊。

霍爾希望可以確保字母保持對齊的同時，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，使最終的部分看起來比原來的更精致。

在功能性的改造上，3D Systems團(tuán)隊(duì)同霍爾寫作，重新設(shè)計了被嚴(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
一旦閥門蓋設(shè)計就緒，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3D Sprint™軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

使用3D Sprint的高級網(wǎng)格創(chuàng)建和編輯工具，他們將實(shí)體模型轉(zhuǎn)換成一個詳細(xì)的網(wǎng)格，然后對其進(jìn)行縮放，來計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原型專門為熔模鑄造而設(shè)計，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樹脂材料完成。


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

3D Systems的地區(qū)銷售經(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，幫助古董車做鑄件的熔模鑄造工廠對于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制作另一個原型的需求，來用于國際鑄造比賽。

通過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，這是一家位于美國西北部的鑄造工廠。SeaCast通過3D打印的鑄造原型來做鋁鑄件模具，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。

在通過銑削、鉆孔、油漆和拋光步驟后，霍爾在車上重新安裝了這個嶄新的閥門蓋。

雷諾表示，車子運(yùn)行的非常完美�！斑@就是3D打印的魅力，古董車的零部件再也不受時間的局限無法制作。古董車現(xiàn)在可以再來跑個一百年沒問題了�！�

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來源：3D Systems