三维扫描解决方案

埃太科三维支持乌克兰

借助Artec Leo让航海设备长期保持卓越状态

作者 Paul Hanaphy

挑战:海军服务提供商USP Maritime需要CAD数据来执行维修和改装任务,特别是在偏远地区的任务,以及原始设计丢失的情况下。

解决方案:Artec Leo, Artec Studio, Autodesk Inventor

效果:高精度船舶组件和船坞机械模型,可以用来加快海洋设备检查、改装、修复任务的规划和执行。

为何选择Artec 3D?:传统有线三维描仪依赖于标记点,但转用新设备,彻底革新了USP Maritime的工作流程。Artec Leo具备内置电池和显示屏,以及先进的几何和纹理追踪技术,能够在几分钟内精确捕捉大型构造和场地。

USP Maritime

USP Maritime的工程师正在使用Artec Leo对集装箱式的结构进行数字化扫描。

人类虽然早已在海洋上建立了立足之地,但大自然的威力依然无情,即便是那些最坚固的船只也需要定期维护才能继续航行。

这种维护可能只是简单的打蜡、清洗、上漆、换油或发动机维修,但对于巨型船只来说,她们会有更急迫的维护需求。为了尽快发现并解决这些问题,通常会对这些船只进行零件稳定性、阻力和性能分析。

然而,检查这些船只时,不遗漏任何可能的警示信号,并非易事。虽然可以使用卷尺、激光测量仪、参考照片来测量整个船只,但这种方法费时又费力,将本应扬帆出海的船员们长期困在陆地上。

这时,就需要USP Maritime出场了。作为一家海事设计咨询服务公司,USP Maritime负责生成维修、修复、分析所需的几何数据。最初,他们的团队使用远距LiDAR和基于标记点的三维扫描来采集数字数据,取得了相对不错的效果。

但很快,他们就遇到了传统三维扫描的种种局限(例如,过于依赖于标记点和电脑)。USP Maritime首席技术官Chris Parke表示,全景扫描常常会产生“庞大的扫描数据”,让工作变得非常困难。 他的第一台手持设备更是“令人极其头痛”,因为他必须“一只手扶着笔记本电脑,另一只手进行扫描”。

USP Maritime

超灵活的Artec Leo能够在极其狭小的空间内采集数据。

这些问题促使公司为维护、修理和大修 (MRO) 制定了一条新的路线:改用Artec Leo。快速、无线的三维扫描技术让USP Maritime商业总监James Dryden感到十分兴奋,他联系了Artec Gold认证合作伙伴Patrick Thorn & Co,这家公司通过线上和线下两种渠道展示了扫描设备的捕捉能力。

USP Maritime确认Leo能够快速数字化大型构建物后,立即购入了该扫描仪,并在设备到达的第二天安排了一个起重机的数字化项目。为使团队迅速掌握操作技巧,Patrick Thorn公司进行了密集培训。这场培训,加上Leo的“即点即扫”功能,让Parke能够立即前往现场,完成全景扫描。

“这个扫描仪本身非常直观,”Parke解释道。“和我们以前使用的产品相比,这种电池供电的一体化产品非常方便。 Leo的追踪技术也达到了新高度。使用Leo,我们可以在十分钟内完成原本需要两、三个小时的扫描量。它简直无可挑剔,解决了我们以前遇到的所有问题。”

Artec Studio,非同凡响

尽管扫描设备灵活的捕捉能力已经让USP Maritime赞叹不已,但Parke表示,Artec Studio的操作才能“让Leo真正大放异彩”。

USP Maritime

USP Maritime对16米起重机完成的首次扫描,细节丰富。

面对Leo级别的高质量数据时,Parke的之前三维扫描处理软件“几乎都会干上好几天”。而Artec Studio却能够轻松处理多份扫描,快速对齐,并提供所需工具,创建带有纹理的水密网格。

USP Maritime之前使用的工作流程常常因庞大的文件尺寸而受影响,但现在团队可以使用 Artec Studio的扫描精简功能删去多余帧,在Autodesk Inventor 等软件中,更轻松地处理网格,完成进一步CAD分析。

“显然,我们对扫描仪产出的数据外观感到非常满意,但Artec Studio处理捕获信息的方式同样令人惊叹,”Parke 补充道。“过去,我们确实会浪费好几天时间,只为了让网格稍微移动或旋转一下。而Artec Studio太奇妙了,它完成的作品品质远远超过了我们之前能够做的水平。

谈及他首次使用 Artec Leo 扫描仪的经历,Chris Parke表示,Artec Leo捕获了详细充分的数据,能进行高级质量检查(QA)。尽管这台已有几十年历史的起重机具有难以扫描的复杂几何,但Leo的多样功能和精准度,确保扫描仪能够获取状态评估所需的数据,包括从微小的掉漆碎片到隐藏区域的钻孔细节。

USP Maritime

Artec Leo 正在为引擎室完成数字化,并实时提供数据反馈。

尽管Parke 设备使用时间还不久,但捕获的细节水平已经相当惊艳。对此,Parke向Patrick Thorn表示了感谢,Patrick Thorn还提供了必要的建议,让流程更加高效,包括如何借助其他数据捕捉来帮助对齐,并对粗糙边缘进行精细处理。

航海维护与修理的未来?

利用Artec Leo创建精确的航海设备一比一模型,已经成为USP Maritime翻新工作流程中的关键环节。如果需要维护一些现有管道,团队现在可以扫描这些对象,定制支架或其他配件,使其良好地适应相应位置。

Parke分享道,Artec Leo目前已被用于更大规模的任务,包括对重达300公斤的泵进行三维扫描,这些泵“几乎无法从船舶引擎中拆卸”。由于船只仍在服役,团队没有时间反复尝试。

为了解决这一挑战,USP Maritime决定使用Leo对整个引擎室区域进行三维扫描,而不仅仅是单独扫描这些体型巨大的部件,使团队能够“远程制定计划”。如此操作,他们就可以制定战略,并在船只下次靠岸时迅速进行维修。

USP Maritime

USP Maritime完成的引擎室粗略扫描,供今后参考。

“我们最终扫描了整个引擎室空间,方便今后查阅参考,”Parke 总结道。“后来,我们确实突然需要这些数据。但我们完全不需要进行任何建模,只是将它作为一个模型参考。尽管拍摄时就像无人机飞行拍摄一样简单,但我们实际上可以控制和测量这些数据。”

在未来,Parke相信这种方法将成为USP Maritime MRO的核心环节。对于其他任何未来可能修复的领域,他们现在都可以“随时对其进行Leo扫描”,以确保不遗漏任何细节。

自从提供首次培训以来,Patrick Thorn还继续为USP Maritime提供专业知识和支持。他帮助公司掌握了这项技术,表示“现在他们看起来非常好”,还另外购买了Artec Studio许可证和电池包。可以看出“Artec Leo已经是USP团队工作流程中的重要工具,也是成功的关键,出场率很高”。

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