车空调管路检测——正逆向设计篇

  非凡士三维科技

  汽车制造是一个距离我们日常生活看似比较远却又天天接触其最终产品的行业，对该行业的接触和服务，多年来也累积出自身独有的经验和技术。

  前期有合作伙伴提出新的项目诉求：对现有的汽车空调建路的检测工作加以提升。随即相关服务部门派专业设计师对接该项目，并结合客户操作中的实际使用精度和感受，设计并加工属于客户的专属检测工装。如下图：

  从图中我们可以看出该管路检测工装完美契合其检测的汽车空调线路，保障了精度等标准要求。

  以下我们将简述一下该项目的开展过程，大致分为三个步骤：

  ①.数据采集

  ②.正逆向设计

  ③.3D打印（传统制造对比）

  设计师通过扫描设备进行数据采样，得到三角网格数据。（如下图）

  经以上原始空调管路模型数据的扫描和采集，设计师会开展第二步工作正逆向设计。首先我们开展数据的处理，目的是得到完整的，便于后期设计的相对较齐全的数据。大致的处理过程如下：

  设计师通过使用裁剪功能去除与扫描样件无关的部分；

  流形命令可以去除与目标体不相连的部分；

  使用对齐命令将样件对齐到全局，即重设坐标原点；

  填充孔命令可以填补数据采集时缺失的部分；

  延伸边界将裁剪掉目标数据的部分进行还原；

  使用偏移命令将目标数据沿法线法相偏移（1mm）。

  通过以上数据的修复和还原随即客栈下一步的正逆向设计，目的为制作专用检具三维数据模型。应用软件为：Geo ** gic Design X（其他正向建模软件均可）。

  具体执行步骤如下：

   将处理好的目标数据导入正向设计软件中

   在xy平面上，描绘其外部轮廓线

   拉伸局部轮廓至覆盖要检测区域

   将CAD模型转为多边形网格数据

   在空调管数字模型上通过拟合圆柱部分轴线并两轴平均的方法创建三个平面，用三个平面对两组数据统一进行裁剪。

   通过布尔运算减去空调管部分模型数据，并删去不需要的部分数据。

   使用填充孔命令中的平面填充将数据封闭起来，模型制作完成并保存为stl格式就可以在打印机中打印出来了。

  以下为3D打印过程记录：

  3D打印与传统制作的对比

  针对该项目，通过3D打印方式大致上述已表述七八，另外我们对比了传统制造和3D打印在该检具制造过程中优略势。两种类型均通过设计和优化后，经弯管机折弯并产出原始汽车空调管路，不同的接下来传统制造会通过高精度机床来保证数控加工，后装配及细节的调整和改进。

  如下图：

  3D打印优势：

  1.节省成本，相比传统检具制作方法，从材料至加工费用整体成本节省约90%；

  2.节省时间，从扫描到打印结束整个过程相比传统制造快约85%；

  3.一次成型，打印完是一个整体，不需要再去调整位置；

  4.保密性，不存在外包泄露产品信息的问题。

  3D打印缺点：

  1.相对于机加工件，3D打印得到的工件精度较差，只有0.1mm左右；

  2.不同材料对打印出的工件性能影响较大，主要在耐温及强度方面。

  汇总以上情况而讲，使用3D打印制作空调管路专用检具工装与传统制作检具工作相比，对使用者利大于弊。采用3D打印的制作方法，无论从成本投入，加工时间，人力消耗以及保密性方面都有不可比拟的优势，而它的缺点在空调管检具工装这个新方向与它的优势相比就显得不值一提了。