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设计产品时3D扫描的4个好处

经过Andrei Vakulenko, Artec 3D|2017年10月12日

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3D技术的出现为产品设计开辟了一个全新的可能性领域。特别是3D扫描对产品开发有很多好处。虽然在过去,获得3D扫描的过程很困难,但今天的情况非常不同。有了合适的手持扫描仪和软件,它变得如此简单,甚至孩子都能正确使用3D扫描技术。事实上,全国各地的许多学生都开始在课堂上使用这些类型的技术。例如中太平洋研究所该公司围绕博物馆文物的逆向工程创建了实践扫描课程。

就在学生们接受了这项技术的同时,产品设计师和工程师们也加入了这股潮流。3D扫描在课堂上的成功证明了它的快速和简单,它在产品开发中的应用也不例外。更重要的是,它给设计师和开发者带来了一系列的好处,包括:

允许更快速的设计更快

无论您使用的是全尺寸或小规模的粘土或蜡模型,3D扫描技术都使从物理对象到数字模型的转换过程更加快速和流畅。领先的3D扫描技术公司也开始将人工智能(AI)融入到他们的产品中,使扫描过程更加自动化和直观,同时减少了培训所需的时间。这将允许更复杂的产品设计盛行,而在过去,设计将被简化,因为数字设计过程是如此费力和昂贵。

还有一个好处是能够扫描和合并不同的物理对象,以创建独特的设计。虽然更多的是一种艺术应用,一个很好的例子是瑞士森林和瑞士联邦环境办公室发起的#WOODVETIA运动。该活动围绕着用木材创造瑞士历史人物来宣传其作为一种可持续建筑材料的好处。为了塑造体态丰满的雕像,形象艺术家伊尼戈·盖塞林克(Inigo Gheyselinck)首先用粘土制作了历史人物的半身像。对手工雕刻的半身像进行扫描。然后选择一个与历史人物有着相同体型的人。他们也被扫描。半身像和身体是数字融合在一起的,然后真人大小的历史人物是由数控加工木材。这允许设计被应用到一个独特的媒介,并减少了大量的创作过程中。

此外,3D扫描仪也允许更好的人体工程学设计。通过数字捕捉人体解剖结构的能力,可以真正创造出符合人体的产品。随着可穿戴技术和产品的发展,这只会变得更加重要。同样的逻辑也可以应用于设计与现有产品相匹配的售后配件。例如,想要为汽车创建定制座椅的公司可以移除原有座椅,扫描汽车内部,并在设计过程中使用汽车内部的数字模型。这将允许该公司在汽车内对不同尺寸和设计的座椅进行虚拟测试。它还将提供车辆的轨道和螺栓孔的准确测量,以便新座椅可以在安装过程中设计成完全对齐。

艺术家Inigo Gheyyselinck通过组合粘土胸围和人类模型的3D扫描来开发一个木图。

添加灵活性的设计

假设创建了一个视觉原型,它没有工作部件。如上所述,使用a三维扫描仪,可以数字捕获产品的确切形状。3D扫描可用于创建概念验证原型,这将非常接近批量生产中创建的产品。

具有从第一阶段的3D模型允许在整个过程中进行设计灵活性。在产品的初始设计期间,使用3D扫描和编辑程序允许用户确保以高保真度表示表面,产品是对称的(通过镜像扫描),使用户能够向上或向下缩放整体尺寸。从一个相到另一个相位,可以进一步编辑设计以使内部组件的空间或简单地改变产品的外观,因为接收到反馈。用快速原型技术配对3D扫描和建模,如CNC加工,3D印刷和注塑成型,允许原型快速地聚集在一起。根据材料的不同,用于创建模具的扫描有助于确保完全准确性和保证零件适合特定的设计要求。

例如,MU Form Furniture,为现代家庭和商业提供家具产品的制造商和经销商,使用了更传统的方法来进行产品设计,因为它的首选材料是高质量的弯曲层。为了生产一件原创作品,MU Form会将一个物理原型模型运送到海外的一家工厂,这样他们就可以使用路由器复制机来逆向设计模型,制作一个木模,用来塑造弯曲的厚度。这种方法产生了一个有点精确的作品,但它被理解为需要手工工作在模具上固定曲率和表面。由于试错过程,在最终的生产件中会出现不准确的情况。

今天,该公司已经加入了3D扫描,并简化了试验和错误过程。利用这项技术,家具设计师开发家具的物理原型,然后使用手持3D扫描仪进行逆向工程。模型经过数字编辑和完善。3D模型然后通过电子邮件发送到工厂,工厂直接根据文件创建一个精确的CNC金属模具。

Mu Form Furniture在产品设计中使用3D扫描。

流线型的物流

通过消除试错过程,3D扫描通过提高精度和减少物流加快了设计过程。正如MU Form Furniture所经历的,通过对产品进行3D扫描,不需要将物理原型运送到工厂进行复制。相反,世界上任何地方的制造商都可以在一夜之间得到3D模型,无论是需要修改的单个小部件,还是需要创建模具的整把椅子。三维扫描物体的过程也很快。在几分钟内,就可以捕捉到一个3D模型。有了正确的技术,模型甚至可以被渲染成一个正在被扫描的物体。

使用3D扫描以及其他零件的CAD模型,设计师可以确保零件在第一次尝试时就能装配在一起。如果一个定制部件需要在室外设计,3D模型也将在合作过程中作为一个有用的工具。

为设计器提供一个3D文件

在产品设计过程中,产品在大规模生产之前运往世界各地并不罕见。有了3D扫描,3D文件可以很容易地创建和提供,取代了实物产品,节省了物流上的时间和金钱。此外,这些相同的3D文件可以作为申请专利时的额外资源。

当涉及到工作和向零售商和在线市场销售产品时,3D模型还有额外的好处。越来越多的零售网站将其产品的3D模型整合到一起,让购物者从各个角度观看。现在已经有很多平台可以让消费者通过放置可供购买的家具和产品的3D模型来装饰一个360度的在线房间。为了更进一步,这些公司正在寻找利用增强现实和虚拟现实的新方法,为在家购物的人创造身临其境的体验。décor和家具板块在这一领域一直处于领先地位,但用不了多久,日常用品也会得到同样的待遇。准备好3D模型将成为将产品放置在这些虚拟货架上的额外好处。

上面仅刷了3D扫描的益处的表面。利用这项技术可确保从项目开始时准确度,加快上市时间。随着砖和砂浆零售商继续寻找提高他们的在线购物能力的方法,拥有3D模型的产品将很快成为一项要求,今天已经利用3D扫描的产品将领先于曲线。


提交:快速原型设计那虚拟现实


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