挑戰：為直升機定制攝像機支架，用于搜救、出警、影視項目及陸地監測

解決方案：Artec Eva, Artec Space Spider, Artec Studio, Geomagic Design X, SOLIDWORKS

效果：掃描直升機內部及外部，處理掃描，制作定制支架，并牢牢固定在直升機底部

提到飛機，直升機絕對霸氣十足?？諝饴菪龢~片攪動(dòng)著(zhù)空氣，直升機引擎呼嘯而過(guò)，這不是在執行搜救行動(dòng)，就是在進(jìn)行環(huán)境監測、軍事、消防或醫療運輸。每次見(jiàn)到直升機，就說(shuō)明有大事發(fā)生。

Tech Strake是日本一家飛機定制公司，多虧這類(lèi)公司，我們才能做得更好。首席執行官Masakazu Hikichi強調了他們工作的重要性：

“我們的主要業(yè)務(wù)就是飛機定制，”他說(shuō)道?！斑@項業(yè)務(wù)很重要，可以提供有價(jià)值的公共服務(wù)：定制救援直升機、警務(wù)直升機，包括國土地理院進(jìn)行地形測繪?！?

本次任務(wù)：為直升機裝配向下和對角放置的攝像頭，可俯視下方區域，用于救援任務(wù)和環(huán)境監視等應用場(chǎng)景。

等待掃描的直升機。（Tech Strake供圖）

為直升機安裝攝像頭，聽(tīng)起來(lái)很容易，但如果需要安裝牢固又好用，就需要一定的細節和定制操作了。

Hikichi解釋道：“許多行業(yè)都需要這種支架來(lái)攝像，而且經(jīng)常買(mǎi)不到這些支架。為保證安裝的安全，降低飛行的危險性，避免支架掉落，這些大型支架必須定制?！?

于是埃太科三維掃描儀登場(chǎng)了。

埃太科飛速趕來(lái)

Hikichi曾在公司工作了八年，又在自己的公司擔任了五年首席執行官，經(jīng)常使用Artec Eva，已有十多年三維掃描經(jīng)驗的他，立即想到了這項技術(shù)。

“這個(gè)項目出現時(shí)，作為一名資深用戶(hù)，我很清楚，三維掃描可以制作出非常精準的3D模型，”他說(shuō)道。

他與日本埃太科大使級經(jīng)銷(xiāo)商DataDesign Co., Ltd.展開(kāi)合作，制定了三維掃描方案。公司位于名古屋，這里是許多汽車(chē)制造商的所在地，也有以汽車(chē)為主的客群，包括Tech Strake。

由于該項目涉及大量具體部件和大片面積，因此采用了Artec Eva和Artec Space Spider的組合方案——Eva捕獲機身，Space Spider放大捕獲機身細節。

掃描儀選對，什么任務(wù)都不怕。（Tech Strake供圖）

“Eva機身輕便，便于攜帶，”Hikichi說(shuō)道?！八鼟呙璺秶鷱V，距離遠，還能鉆進(jìn)狹小空間，Space Spider也能鉆進(jìn)細縫和小型部件內部，同時(shí)保持相當高的掃描精度?！?

埃太科三維旗艦款掃描儀Artec Eva是品牌旗下受歡迎的掃描儀，質(zhì)量輕便，使用方便，功能多樣。結構光三維掃描儀適合為中型物體快速完成精準掃描，無(wú)論是汽車(chē)引擎、人體，還是家具。

制作工藝

對于Tech Strake來(lái)說(shuō)，專(zhuān)業(yè)是關(guān)鍵，精度是核心，想要簡(jiǎn)化工藝，三維掃描至關(guān)重要，比如制造一些獨立產(chǎn)品，如直升機的支架、機架或鉆機。本項目就是要定制相機支架。

“定制產(chǎn)品離不開(kāi)三維掃描技術(shù)，” Hikichi說(shuō)道。

三維掃描技術(shù)的優(yōu)勢是我們能夠獲得復雜表面的準確測量值，例如非常小的零件，必須先進(jìn)行精準測量，才能制作出精準的配件?！?

即將用于構建完整3D模型的掃描數據。（Tech Strake供圖）

他表示，如果不用三維掃描，項目難度會(huì )很高，也會(huì )浪費大量時(shí)間，最終制成的部件還不一定匹配，需要大量返工。

“如果能用三維掃描儀精準測量這類(lèi)復雜表面，尤其是公差要求很高的飛機，就能省下很多時(shí)間，省去很多不必要的工序?！?

Space Spider最初為國際空間站設計，能以高分辨率、亞毫米級精度捕獲機械部件和復雜幾何，且鮮艷色彩。鋒利邊緣和精密螺紋都難不倒Space Spider，它能捕獲帶有精密細節的物體，例如鑰匙、微型零件等，且品質(zhì)優(yōu)秀。

攝像機架順利完成逆向建模。（Tech Strake）

整個(gè)掃描過(guò)程持續了不到10小時(shí)，其中還包括了在飛機內外部搭建掃描設備的時(shí)間。浩大工程完成后，在A(yíng)rtec Studio中處理掃描：對齊、整體配準、擦除多余幾何、噪點(diǎn)處理、尖銳融合。

掃描和初始處理完成后，還需對數據進(jìn)行進(jìn)一步處理。

他對此進(jìn)行了說(shuō)明：“我們合成了每個(gè)數據集，并通過(guò)Geomagic Design X將其轉換為CAD數據，然后使用SOLIDWORKS設計了特殊的齒輪?！?

在SOLIDWORKS中，根據導入的3D模型和直升機的完整設計，對攝影機架進(jìn)行逆向設計和建模。之后，再將攝影機架的全新模型轉換為加工數據。

加工過(guò)程中，切削工具會(huì )根據3D模型的計算路徑去除一塊原材料（也就是本項目中的鋁），制成支架。結合了三維掃描和反向建模技術(shù)，團隊很快得到了匹配的支架。

全方位提升

這兩臺掃描儀善于捕獲各類(lèi)表面，無(wú)論是大是小，改善了Tech Strake團隊的工藝。Hikichi說(shuō)道：“購買(mǎi)Artec掃描儀前，我們用卡尺手動(dòng)測量，使用石膏鑄模。尤其在使用石膏時(shí)，功能有限，而且滴落的石膏會(huì )降低模具顏值，此外，手動(dòng)測量的效率也很低?！?

“Eva和Space Spider兩款三維掃描儀不僅大大減少了重復工作，還大幅提升了數據準確性，” Hikichi說(shuō)道?！按送?，這些掃描儀十分便攜，可以在任何地方掃描，包括一些窄小的空間，以往是很難實(shí)現的，但現在表現十分出色?！?

直升機里里外外、各個(gè)角落均需掃描。（Tech Strake供圖）

Eva攜帶方便、身材小巧、質(zhì)量輕便，配合Space Spider抓捕細節的火眼金睛，提升了整個(gè)流程，時(shí)間大幅縮短。

“和傳統制造方式相比，現在的精準度從毫米級提升至亞毫米級，” Hikichi說(shuō)道，“大幅減少返工，因此，總工時(shí)明顯減少?！?

他補充道，過(guò)去，生產(chǎn)飛機的特定零件可能要幾個(gè)月的時(shí)間。但現在，兩周就能搞定。這么做，不僅僅節省了時(shí)間，也節省了成本。

機械部件等待安裝。（Tech Strake供圖）

部件制作完成后，還需要通過(guò)兩項測試：客戶(hù)滿(mǎn)意度測試和航空局的安全檢查。

“飛機上使用的任何認證設備，都必須符合特定的嚴苛條件，” Hikichi說(shuō)道。Eva和Space Spider掃描那天，一路晴空萬(wàn)里?！盁o(wú)論是終端客戶(hù)還是政府，都沒(méi)有任何負面評價(jià)，”他說(shuō)道?！暗谝淮螠y試時(shí)就順利通過(guò)，一切符合預期！”

飛向未來(lái)

Tech Strake團隊并未止步于此——他們將目光投向了其他掃描機遇，計劃未來(lái)繼續使用埃太科三維的全新HD模式以及其他掃描儀。

“他們一直在推出新產(chǎn)品，我們也會(huì )不斷將其用于新飛機的制造，”Hikichi說(shuō)?！拔磥?lái)，我們希望能結合使用Ray、Eva和Space Spider三款產(chǎn)品的數據?！?

Jeff Boyd和他的DataDesign團隊很想知道，他們的技術(shù)能為客戶(hù)帶來(lái)多少價(jià)值。他表示，“很高興能為T(mén)ech Strake的工作提供幫助。定制產(chǎn)品和個(gè)性化服務(wù)都要以實(shí)際產(chǎn)品為基準，所以模擬制作的需求會(huì )越來(lái)越多?！?

“三維掃描數字化，使設備維護和深入定制將成為可能。這不僅可以幫助客戶(hù)改善業(yè)務(wù)，也能幫助他們拓展自身服務(wù)?！?