来源： 埃太科三维
案例概要
挑战：一家领先的高性能底盘设计公司需采用新方式，大幅提升日常项目工艺速度，同时不牺牲准确度和安全性
解决方案：Artec Eva、Artec Studio、Geomagic Design X
效果：采用Artec Eva进行3D扫描，数字捕获车身、零部件，设计完美贴合的定制底盘和FEA强化后的汽车部件，用于赛车和特殊项目，包括美国SEMA改装展，节省了几小时到几天的时间。
△探索频道的热播节目Twin Turbos Doug & Brad DeBerti的主持人和Jack Fisher使用Artec Eva扫描
Jason Heard和合作伙伴Jack Fisher多年来制作了几百个高性能底盘，没有一个出现过问题，但是他不想牺牲睡眠。
要说汽车会发生哪些故障，特别是在野外或赛道上驰骋时，除了严重的撞车事故，一般故障不会对司机造成生命危险。无论是爆缸、电气系统故障还是变速箱损坏，几乎都不致命。但底盘故障，基本都是很严重的。
所以，现代高性能底盘设计领域变得越来越火。如果设计的底盘太轻，那强度和安全性就不如人意。但如果使用更多更坚固的材料，底盘性能必然受到影响。多年来，南加州的Tekk Consulting Inc底盘设计师始终为定做的每一款底盘追求最佳强度质量比。
△Tekk Consulting 使用Artec Eva为Brad DeBerti的《The Performance Truck》节目制作的数字渲染
他们在业内被称为“能搞定事”的人，客户必须提前几个月预定，他们源源不断地服务私人客户和一些业内大咖，包括几家大型原始设备制造商。
但事情并非一直这么顺利。Tekk Consulting Inc已经从事了十多年的底盘设计，2018年，他们遭遇了瓶颈。尽管技术方面无懈可击，但他们却始终在和时间赛跑，只有这样，才能以一贯的高标准交付项目。
△Artec Eva扫描1990福特Bronco部件后的数字渲染
当时的情况，已经不允许服务新客户了，这也就意味着他们不能再承接大型项目，无法在竞争激烈的底盘设计行业脱颖而出。
于是Jason和Jack从头到尾彻底反思了自己的工艺流。他们开始寻找更快更紧凑的新方式，同时不牺牲分毫品质。他们思考的第一个问题就是如何测量车身和零部件。卡尺、卷尺和直尺是他们之前采用的传统测量方式，以确保数值准确无误。但这一过程非常耗时，不同项目可能要耗费几小时到几天不等。
上网搜了一下，他们发现有些汽车定制厂商不再使用手动测量法，而采用3D扫描。每个项目都能节省几个小时。反复搜索后，他们找到了Artec 3D网站。
Artec Eva一下吸引了他们。Eva是一款轻质手持式3D扫描仪，每秒捕获数百万点，几分钟后即可为汽车部件和其他物体制作出高度准确的3D模型。于是，他们致电当地的Artec经销商，预约一次现场演示。用Heard的话说，“搞定了。演示开始15分钟后，我们就清楚，这个问题解决了。立马支付购买。也不用什么培训，很容易上手。甚至不需要看使用说明。买完后，我们整个下午都用它在车间扫描。那天结束时，我们已经完全掌握了新工艺。”
△Jack Fisher使用Artec Eva扫描出展2019年福特SEMA展的Brad DeBerti福特F450后部
从那以后，Tekk Consulting Inc开始每天都离不开Artec Eva，完成了数百个项目，包括Brad Deberti的《The Performance Truck》，为10家顶级汽车制造商提供服务，包括各类底盘、肌肉车、各类SEMA项目等。
Heard解释道，“如果问业内任何一个人，随便哪个人，他们都会说：名声就是一切。不管什么原因，只要出了问题，最好还是乖乖退出这行。所以干这一行，没什么捷径可走，安全第一，永远不要眼高手低。”
他继续补充道，“Artec Eva让我们能实现更多，做得更好。同时，不牺牲准确度或安全性。事实上，我们能对任何车体结构、部件几何完成数字采集，无论有多复杂。又快又精准。”
△Jason Heard为Deberti的《The Performance Truck》项目使用 Artec Eva扫描2020丰田Tacoma驾驶室内部
Heard这样描述Eva的扫描工艺：
“对于零部件，我先做个旋转台，把部件放上。如果部件反光，我再用一点婴儿爽身粉或其他消光喷雾。这大概只增加了1/5000的涂层厚度，所以不影响扫描质量。”
他继续补充道，“接下来扫描部件，一面扫描两次，另一面再两次，确保没有遗漏。对于机械部件，比如螺栓孔之间的精确距离以及孔本身的大小，我会先用千分尺测量，然后在Geomagic Design X中画出来。非常简单快捷。”
“扫描车身和驾驶室时”，Heard说道，“我们通常先进行一个整体的‘几何采集’，也就是先采集整体结构。然后，我们再回头扫描每一块。之后将这些扫描与第一次的扫描对齐。之后我们在Artec Studio中处理扫描。”
△DeBerti“The Performance Truck”项目中Artec Studio处理Artec Eva扫描的截屏
他解释了Artec Studio中的处理流程：“我用了橡皮擦，可以轻松擦除不需要的部分。比如旋转台底部、道具等等。时间如果不充裕，我就进行自动对齐，否则我会手动处理，全部对齐后，进行全局配准等操作。”
“但对于大型驾驶室和结构，我不会进行全局配准，只做尖锐融合，因为这项功能就能把所有数据拼接起来，效果还很不错。”
然后，他们把扫描导出至Design X/SOLIDWORKS 2020，绘制底盘。
△根据Artec Eva 3D扫描制作的福特9英寸Third Member Assembly（用于精准制作后部车罩）CAD制图
Eva帮助Tekk Consulting Inc设计出内部空间最大的卡车（@ThePerformanceTruck），“底盘圆管完美贴合卡车外壳，”这样的话驾驶室空间也更大，驾驶员头部就能离底盘更远。从安全角度来看，用Heard的话来说，“这太关键了。”
若遭遇不幸，出现翻车，我们只能尽可能加大司机和底盘间距。借助Eva，我们可以把这个距离做到最大。“这对我们而言是最大的亮点。得到完美车身扫描后，直接就能设计出像手套般贴合的底盘。”
△使用Artec Eva扫描的两座Can Am X3底盘、悬挂系统、部件
问原始设备制造商索要CAD文件时，每个汽车定制商一定都经历过那种漫长的等待，令人沮丧。更糟糕的是，如果项目交期将至，客户天天给你来电，这种时候，耐心就消磨殆尽了。
Heard说道，“如果必须先拿到CAD才能开始，那我们是没法完成交期的，绝无可能。现在我们不用等了。只要自己扫描就行，无论是保时捷、丰田还是一些部件，都行。”
△很快完成的GTR发动机Artec Eva扫描
他继续补充道，“等我们拿到姗姗来迟的CAD文件，再和Eva扫描一对比，你猜怎么着？哇！简直一模一样，毫无例外。起初我们还很惊讶，但几百个项目过后，我们都习惯了。现在我们不等CAD文件了。直接扫描，开始设计。就这一步都帮我们节省了几天时间。”
△Brad DeBerti丰田Tacoma《The Performance Truck》项目中Artec Eva扫描（蓝色）和丰田原始设备制造商的数据（黄色）完美贴合
就底盘设计而言，很少有这么完美的CAD数据。所以3D扫描就成为推动项目进展的关键一环。Heard解释道，“有了Eva，我能扫描部分或整个底盘。扫描文件还能保留。非常完美。”
谈及该技术带来的可能性，他补充道，“我能在Geomagic中进行任意改造，既可以3D打印，也能进行数控铣削加工，还能线上出售给全球同行。那些店只有1-3名师傅，每年制造10-20辆车，业内90%的商家都在网上。”
至于制造过程中的公差问题，直接在生产线上3D扫描驾驶室和车身，可以清楚看到公差。Heard说，“大家都知道，原始设备制造商的CAD文件是不考虑制造公差的。他们完全不考虑。”
他解释道，“如果是辆美国车，大概会出现1/4”的误差，这是可以接受的。如果是辆很昂贵的进口车，可能是1/8”。Eva的扫描效果比这个还要严格。所以，看到3D扫描和CAD文件差异，就会把公差考虑在内。”
Heard可以一天内扫描多个对象，而手动测量的话是办不到的，他解释道，“举个例子，昨天上午，我扫描了一辆全新福特Raptor的前悬挂，360度，无一遗漏。然后我扫描了五个车座，以及托架几何，绘制底盘时，这些扫描可随时导入CAD文件中，座椅就能完美安上了。”
△利用Artec Eva扫描的前控制臂和组件制成的Can Am X3底盘剖面图
Tekk Consulting Inc欣然接受了Eva 3D扫描，他们甚至开始在DIYoffroad.com上的数字市场在线出售自己的扫描。多年来，来自几十个国家的几百家汽车定制商和底盘设计师联系了他们。他们的市场越来越大。
Heard多次向业内人士推荐Artec Eva。用他的话说，“我非常乐意与大家分享。包括我们在用的这些技术，真的很棒。非常感谢Eva，让我们走到今天，帮我们接到了大量订单，还能选择自己满意的项目。”
Jason Heard展望了未来，“每家汽车商店、每位设计师都会拥有自己的3D扫描仪和3D打印机。市场已经出现了这一趋势。也就是说，全球专家都会贡献数字作品，在自己店内使用或在线出售。”
△Artec Eva为Tekk Consulting的一项SEMA展项目扫描了33福特驾驶室
他继续解释道，“我举个例子说明一下：一个意大利人用Eva扫描了一辆全新法拉利，还有他需要的部件，挡泥板、保险杠等，几小时后，他把这些数据打包，或进行定制设计，打造成宽体大包围。”
△33 Ford发动机和组件的Artec Eva扫描数字渲染
Tekk Consulting Inc的高性能设计工作还包括另一部分，即通过薄壳近似法对扫描部件进行有限元分析（FEA）。这就需要捕获部件的精确尺寸，分析机械强度和硬度、弯曲程度，以及在CAD中的偏差值。通过这一工序，可重新设计某个部件，解决故障，同时确保部件性能不变，甚至更好。
△Artec Eva扫描的部件，即将在CAD下进行FEA分析
以前，要进行FEA分析，必须手动测量几个小时，还要核查和重测。
但现在，有了Eva，几分钟就能精准捕获这些部件。从控制臂到回转接头，翻车防护杆到整个悬挂系统都没问题。不需要重新测量，也不需要反复估算。
△即将进行FEA：2020福特Raptor悬挂系统和控制臂的Artec Eva扫描
Heard解释了FEA的重要性，“FEA做的多好看不重要，只要数据出错，哪怕是一点点，就势必带来灾难。人类不可能精准地弯曲旋转那些部件，来避免失误，提升性能。绝不可能。”他继续说道，“但Eva帮我们解决了这个难题。现在，我可以午饭前就扫描完一堆部件。当天还能做完分析，每一步都按计划进行，直到完成最终设计。”
△DeBerti Toyota Tacoma《The Performance Truck》一瞥，可见Tekk Consulting定制底盘
Heard在总结Eva对其带来的影响时表示，“以前制造一辆跑车，其中一环就要14-16小时，但现在，2-3小时搞定，差别太大了，而且Artec Eva的3D扫描还提升了准确度和车辆安全性。”
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