Ultimaker用户故事 ｜ NavVis借助3D打印技术快速迭代可穿戴式扫描仪

来源：uCRobotics

NavVis VLX可不是一款普通的室内扫描仪。它是世界上最精确的可穿戴式测绘设备，具备同步测绘和定位（SLAM）技术。快速，精确和紧凑等特性，使操作者可以有效捕获已建成的室内数据，以便在AEC行业和其他地方进行可视化。

NavVis的工业设计师Sarah Godoj和Nils Christensen负责开发这款极具颠覆性的硬件设备。为了完成这项艰巨的任务，他们利用了3D打印快速原型制作的方式来测试和完善自己的设计。

结果如何呢？通过Ultimaker设备打印验证——精度，可访问性和人体工程学之间达到理想的平衡。尼尔斯说：“这是我们团队出色的工程技术壮举。” “如果需要，您可以使用NavVis VLX进行远足。”

△Nils Christensen 3D打印多种护肩迭代，以确保NavVis VLX的舒适性

△对于Sarah Godoj来讲，使用3D打印加快开发周期是准时发布NavVis VLX的关键

传感器首测  
总部设在德国慕尼黑的 NavVis 专注于开发下一代能够精确绘制室内空间的地图技术。考虑到可穿戴式 NavVis VLX系统的精度必须与地面解决方案竞争，因此扫描仪的传感器位置将是设计人员的首要任务。

经过多次迭代，该团队致力于将两个多层LiDAR传感器与四个高分辨率摄像头结合在一起的创新设计。它们共同测量并绘制室内空间的360度视图-安装在操作员头部上方的理想距离处，让操作员远离视野，同时使用户能够看到环境中的所有事物。

△在Ultimaker昼夜运转的情况下，设计师们通过将PVC管连接到精确的3D打印角形件上来快速验证设计

但是，在确定了基本概念之后，设计师很快意识到他们还希望将NavVis VLX与其他可穿戴式扫描仪区分开来，不需要任何东西戴在使用者的背上。为了避免用户在狭窄的空间内碰到任何东西。Sarah解释说：“我们也使用了替代品，例如木材和纸板，但3D打印更接近最终设计，我们没有考虑其他任何因素，因为没有比3D打印更好的替代品了。”

一切都触手可及  
确保每一个用户交互易于访问是一项独特而复杂的挑战。尤其是触摸屏需要大量迭代，它必须在视野内，但仍需要用户看到地板以找到地面控制点并避免危险。

由于有这么多变量可以找到最佳的显示角度和位置，因此团队再次借助于3D打印，以更准确地验证他们的想法。将3D打印角度的PVC管连接起来可以尽快测试配置。可以轻松地将PVC管切割成任意长度，仅留下要进行3D打印的连接角。

Nils说：“我们希望有精确的角度来真正验证CAD。” “这意味着它是快速原型制作和真实精度的完美结合。”借助这种技术，团队还非常熟悉Ultimaker 3D打印机内部的尺寸精度。虽然所有3D打印在材料冷却时都会收缩少，但他们通过打印多个连接器来解决收缩问题，每个连接器之间的间距为0.1 mm。

△通过使用Ultimaker Cura设置，设计师在完善CAD设计时增加了打印的细节

打造最适合人体工程学的体验  
“创建适合人体的设备会遇到很多挑战。” Sarah解释说。“但是，使用3D打印，我们可以进行多次迭代，以达到最佳的尺寸和重量的完美结合。”

团队的目标是创造一种符合人体工程学的体验，使用户感觉像是在胸前背着背包。他们将装满水的瓶子装到粗糙的木制和3D打印形状上以模拟该重量。如果有任何测试用户感到不舒服，Sarah和Nils就知道他们需要进行调整。

对于肩垫尤其必要。为了找到最佳设计，团队，调整了Ultimaker Cura中的 设置在进行详细打印之前以创建快速的“草稿”打印。这种方法确保了在不会使NavVis VLX滑落的情况下，肩垫对于任何人来说都是舒适的。

△可穿戴式扫描仪提出了许多人体工程学设计挑战，以至于3D打印成为他们的原型技术

另一个人体工程学挑战是该设备在运输箱中的安全存储，单个用户可以随身携带并在现场快速安装。为此，将需要折叠装置。但是，NavVis VLX应该在哪里安全折叠以使体积最小？

同样，工业设计师使用3D打印来验证CAD模型。他们在手臂上留下了孔，并用使用长螺丝插入3D打印临时固定了它们。

COVID-19期间的快速原型迭代  
为了实现快速的产品迭代，团队依靠的主力输出设备是 Ultimaker 2+ 和 Ultimaker S5。也得益于打印机的可靠性，Sarah和Nils开发了24小时的迭代节奏，使他们能够尽快测试新想法：您可以在周五点击“打印”，周末回家，然后周一回来打印已经完成了。

当然，当COVID-19迫使大多数设计师在家工作时，他们的工作流程就不得不改变。为此，他们依靠Ultimaker S5和Ultimaker Digital Factory远程3D打印功能。

尽管有COVID-19的限制，但Ultimaker S5上的远程打印和监控意味着快速原型制作可以继续进行而不会受到干扰

他们能够实时的监视打印作业，并只问办公室里的某人，“您能取下打印件并按'确认？”为了避免在打印过程中途更换耗材，他们还设置了第二个网络摄像头来监控线轴。这样，无论大流行病的限制如何，他们都快速实现产品迭代。

Nils说：“我们一直认为3D打印机有点复杂，但Ultimaker真的是一个性能稳定和易于使用的解决方案。” 这种易用性表现在：尽管团队由15位设计师和机械工程师组成，但每个人都将零件切成3D打印模型文件，并且“没有人真的害怕接触Ultimaker”。

持续改进   
由于NavVis是按照订单来制造扫描仪，因此设计团队将持续使用3D打印来迭代和改进其产品。Nils透露：在每一次的开发步骤中，80％的情况下，我们首先会通过3D打印来替代金属块来制造零件，您可以想象，这确实节省了成本。

Nils和Sarah继续完善他们的3D打印流程。由于Ultimaker的 开放式耗材体系，他们通过越来越多地使用可回收材料进行打印，为NavVis的可持续发展目标做出了贡献。 通过这种方式，他们正在帮助NavVis建立更好的世界-以及更好的室内扫描仪。

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