ZEISS COMET 5 三维扫描技术如何将飞机送上蓝天?

国际金属加工网 2018年07月25日


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虚拟模型能够对设计进行详细的技术分析,包括风洞模拟

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                系统/应用              ZEISS COMET 5
                 领域                航空航天
                 客户          巴黎工艺博物馆(Musée des Arts et Métiers)


任务

法国服务公司Metra是Carl Zeiss Optotechnik GmbH(位于德国Neubeuern,前身为Steinbichler Optotechnik GmbH)的合作伙伴,隶属于Genaris集团,受巴黎工艺博物馆(Musée des Arts et Métiers)委托制作“布莱里奥11号(BLÉRIOT XI)”的真实感虚拟3D模型,BLÉRIOT XI是在1909年人类首次动力飞行穿越英吉利海峡的第一架飞机。

解决方案和产品

一方面,利用该虚拟模型对Blériot XI的设计进行详细的技术分析。风洞模拟反映了其结构的空气动力学特性,并且可以对该模型进行三维测量。可以对转向机构与飞机空气动力学组件之间的相互作用进行模拟和动画。这加深了对飞机结构和功能的理解,该飞机在当时绝对属于超前技术水平。另一方面,运用该虚拟模型制作巴黎工艺博物馆(Musée des Arts et Métiers)举办“L’avion de l’eploit – 1909, Louis Blériot traverse la manche”特别展览的广告宣传材料。该材料可用于制作发布于配套网站上的逼真图像和动画,此外还可用于制作教育视频,展现这架百年历史飞机的技术特点。

最终,成功制作了原版Blériot XI的详细3D CAD模型,这对于文化遗产具有重要意义,也可用于生成原始设计的精确复制计划。

原版的Blériot XI在巴黎工艺博物馆(Musée des Arts et Métiers)展出。Metra采用ZEISS COMET 5的白光扫描系统以及其他硬件来扫描这架百年历史飞机的表面。出于对文物保护的因素,无法对易碎表面进行预处理,也不能触碰该表面。为了拼合多幅单幅图像,建立了特殊的参考框架。但3D数字化的真正挑战在于Metra团队要设法在3天内完成飞机的扫描工作。

采用ZEISS COMET 5,实现了对木质结构框架、机翼、机身壁板、操纵杆和铰链等转向机构以及带螺旋桨的电机座的高分辨率扫描。之后,运用ZEISS COMET plus软件将数据处理为三角网格格式(stl)。

Metra的专家随后利用不同的软件工具,基于stl数据创建了3D CAD模型。利用逆向工程技术将扫描的自由曲面转化为数学NURBS曲面。

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Blériot Xi的3D CAD模型

BLÉRIOT XI虚拟模型的真实感图像

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客户所能获得的结果/益处

结合三维重构软件工具,将导线结构与转向机构的功能和车轮悬架相结合,最终完成Blériot Xi的虚拟3D模型的创建。该模型功能齐全,所有运动部件(如螺旋桨、襟翼、尾翼和配平舵、车轮和车轮悬架)都可以交互运动,并可以模拟和动画。

此外,3D模型还用于广泛的技术分析,包括风洞模拟和研究转向机构对机翼变形的影响以及由此引起的飞机气动飞行特性的变化。

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风洞模拟

下一步是在展览会开幕前制作高分辨率的渲染、动画和教育视频,以支持营销活动。下列图像反映了若干已完成的工作示例,可以从中看到3D扫描/3D CAD和渲染数据的卓越品质。也可以在博物馆的官方网站上观看最终的成果。

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虚拟模型的真实感渲染

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虚拟模型的真实感渲染


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BLÉRIOT XI虚拟模型的不同视图


优势/说明

•原版Blériot Xi的详细3D CAD模型对于文化遗产非常重要

•虚拟模型能够对Blériot XI设计进行详细的技术分析。

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