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  • 汽车油泥模型及其三维数字化

    选择快速三维扫描

    得到精确数据,

    是逆向工程实现的前提条件之一,

    它在很大程度上决定了

    所设计产品的

    最终质量,

    以及工作的效率和成本。

    汽车的正向开发或是逆向开发,

    造型设计是必走之路。

    在整个汽车造型设计更改过程中,

    创意的过程需全面融入

    产品设计与产品制造的要求,

    这个阶段要进行多方面的评审与修改,

    油泥模型起到至关重要的作用,

    直到最后确定效果图方案。

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    汽车油泥模型

    油泥模型,

    是传统车身设计中用油泥雕塑的汽车车身模型。

    早期的汽车车身模型多用石膏和木板为材料,

    木质模型特点是变形小、

    不易破损、可长期保存。

    石膏较便宜,

    但强度较低,而且不便于反复修改。

    1955年日本首次使用工业油泥

    进行汽车模型的设计开发。

    1972年美国通用汽车公司将油泥

    应用到汽车设计开发模型上,

    使汽车设计摆脱了受限于呆板的石膏、木板的历史。

    我国是在70年代初开始应用这一技术。

    当今,

    几乎对所有世界知名汽车公司而言,

    制作油泥模型是设计过程中非常重要的一个环节。


    首先来看看什么是油泥

    油泥主要用于工艺品、五金、

    塑胶开模、学生雕塑,

    可循环使用,久置不变质。

    特点是对温度敏感、

    微温可软化塑形。

    工艺品等模型的雕塑,可塑性极强。


    为什么选择油泥?

    主要原因是这种材料便于成形、修改和补充。

    油泥模型师在雕塑油泥模型的过程中

    可以很方便地对所有表面细部形状

    进行试验、探索、比较和修改。

    以前油泥是用石蜡、凡士林、润滑脂

    加入填充剂(如滑石粉等)加热熔合,

    但现在早已用可塑性合成材料取代,

    油泥是用油脂、填料、改性添加剂

    和颜料等组成的混合物。

    合成材料油泥加热(如60~70℃)后,

    很容易敷在骨架上,冷却至室温其表面会硬化,

    但仍可用特制的

    刮刀、铲刀、锉刀等工具轻易地加工成形,

    完成后可以得到十分光滑的表面。

    模型便于修改,不易风化干燥或龟裂,

    因而尺寸比较稳定,

    所以成为现在最广泛采用的汽车模型材料。


    油泥模型制作工具

    这些是油泥模型制作的一些基本的小工具,

    用来制作小型模型,

    但如果需要做1:1大的模型

    则需要更大规格的工具。

    除了这些工具还有些需要根据

    设计师自己的使用习惯

    或车体的曲面自己制作


    数控加工:

    利用三维数字模型通过数控油泥加工机床,

    对模型进行铣削加工。

    用机械控制代替传统手工操作,

    实现油泥及硬质模型高效准确的产品开发。

    数控加工减少了油泥模型前期人力及时间投入,

    大幅提升了模型制作的效率。


    油泥模型初胚

    由于油泥相对昂贵,

    车体内部都是用它制作比较浪费。

    模型的初胚一般用发泡塑料切削黏合而成,

    主要是为了呈现出模型的基本形体。


    制作初胚是需要注意的是

    初胚要小于车体的外形

    约为3cm(预留上泥的厚度),

    并且尽量减少突出的锐角,

    便于后期的油泥打磨刮切。


    制作过程

    汽车造型设计在油泥模型的基础上

    确定方案或进一步推敲

    都是较为方便的,

    譬如

    曲面应该

    往外鼓一点还是内收一点,

    曲线应该

    往上调一毫米还是往下一毫米,

    而这样的过程很难在平面图上实现。

    初胚完成后

    便开始制作油泥模型,

    大体上分为:填敷油泥、初刮油泥、

    精刮油泥、贴膜、喷漆

    这几个步骤,

    车灯、轮胎等部件则最后安装。


    汽车油泥模型有许多规格,

    通常有1:1、1:4、1:5等比例。

    其制作方法也略有不同,

    一般来说设计前期采用小比例的模型,

    后期采用1:1的模型。


    全尺寸模型就是指1:1比例的模型,

    是与真车尺寸一样,

    模型的轮廓曲线和尺寸

    都是按照严格的要求制作出来的。


    设计全尺寸模型时,

    设计师只可对车身表面的细节部分进行比较与修改。


    全尺寸模型是高仿真产物,

    车轮一般都会用上真轮圈与真轮胎,

    除此之外,车身上的其他附件,

    例如车灯、车标、车窗玻璃等

    都会安置在各自应在的位置上。


    为了使汽车的每个细节都更为严谨,

    有些模型还会在表面贴上金属膜或喷涂油漆,

    达到与真车极其相似的程度,

    方便更加直观地调整修改。


    制作一个全尺寸的汽车模型需要3-4个月,

    而一个全尺寸内部油泥模型则需要2-3个月。

    与外部模型制作过程基本一致,

    内部模型也需要用泡沫板制作出内部框架,

    然后再进行制作和精修。



    油泥模型制作完成

    汽车的外形相对复杂,

    由许多光滑的曲面组合而成,

    制作一台汽车的油泥模型

    需要进行反复的推敲和修改,

    因此,

    每一台完美的汽车油泥模型

    都像是一件独一无二的艺术品,

    都是设计师们辛苦的智慧结晶。


    三维扫描数字化

    如今通过手持式扫描系统

    对汽车模型三维扫描方法,

    能够将实物模型的立体信息转换为

    计算机能直接处理的数字信号,

    为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。


    手持式三维扫描原理:

    它主要是通过十字交叉激光线发射激光,

    以固定角度将光线照射到被扫描物体上,

    然后通过高精度的

    两个CCD镜头和光源之间的位置

    以及投影和反射光线之间的夹角,

    换算出被测物体所在位置,

    完成投影光在物体表面的扫描,

    获取测量对象表面形状,

    能够快速完整抵读取物体表面点数据信息。

    三维扫描过程

    对扫描对象反光、

    透明或深色表面进行喷涂显像剂,

    显像剂喷涂均匀,

    刚好覆盖工件本色为宜。

    标记点布置方式:

    1、无规律粘贴规定型号标记点;

    2、标记点间距在20-100mm;

    3、贴于平坦曲面,与扫描对象边界>5mm;

    4、不要贴于特征处;

    5、转角过度处,间距可适当减??;

    6、扫描时,也可以随时增加标记点



    结束语

    相较于其他三维测量方式,

    手持式扫描解决方案能够有效减少测量时间

    (在相同条件下与一般的激光测量相比,

    只用更短的时间即可完成),

    极大地提高工作效率,降低成本,

    而且数据质量更高。

        手持式三维激光扫描仪,

    方便移动和携带,

    不受车型和空间限制,

    对车身各个部位都能随时进行准确扫描,

    轻松获得物体表面的整体三维数据。

    技术支持:上海网站建设
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