開源造車，個(gè)性化定制，逆向工程扮演何種角色？

Local Motors美國洛克汽車公司通過掃描黏土制成的概念汽車模型與現(xiàn)成零部件實(shí)現(xiàn)模具零部件的快速創(chuàng)建，并使用GeomagicDesign X將高精度的CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入SOLIDWORKS軟件。

在Geomagic Design X的幫助下，Local Motors公司是數(shù)十年來美國汽車行業(yè)的首個(gè)極具破壞力的競爭者，Local Motors公司利用3D掃描技術(shù)加快產(chǎn)品上市的速度。

試想一下，你置身于二十世紀(jì)初，和亨利•福特坐在一起，他對你描述了關(guān)于未來生產(chǎn)線的場景，可以為所有人生產(chǎn)買得起的汽車；又或者，你和費(fèi)迪南德•保時(shí)捷在一起，身處于戰(zhàn)后資源稀缺的時(shí)代，他設(shè)想了一種基于大眾汽車部件構(gòu)成，專為汽車愛好者打造的車，并配備有一個(gè)輕質(zhì)的運(yùn)動(dòng)底盤。

在和Local Motors公司員工交談的過程中，同樣會(huì)有類似的體驗(yàn)。這些夢想家對于大規(guī)模汽車定制生產(chǎn)充滿熱情，與福特先生或是保時(shí)捷博士的觀點(diǎn)一樣激進(jìn)。

Local Motors公司開發(fā)的不僅僅只是全新的定制汽車，更是一個(gè)能夠讓設(shè)計(jì)師、制造商和汽車愛好者們聚在一起的社區(qū)。當(dāng)我們說到定制一詞的時(shí)候，并不是指你父親給他的別克車選擇灰綠色內(nèi)飾那樣的場景，而是具有更深層次的含義。Local Motors公司計(jì)劃每個(gè)月舉辦設(shè)計(jì)比賽，讓消費(fèi)者從中選擇自己喜歡的車身風(fēng)格，還可以選擇動(dòng)力組成、傳動(dòng)系統(tǒng)甚至是燃料。Local Motors公司的第一個(gè)生產(chǎn)型號就是Rally Fighter（拉力戰(zhàn)士）。

Rally Fighter的外觀

像是一輛架高了底盤的超跑

Rally Fighter的車身尺寸與漢蘭達(dá)相仿

但跑車般的設(shè)計(jì)

卻讓他擁有截然不同的動(dòng)感

車身設(shè)計(jì)借鑒了不少經(jīng)典車型的設(shè)計(jì)

前臉的圓形頭燈

進(jìn)氣格柵

修長的引擎蓋和高高隆起的翼子板

都與1973年雪佛蘭科邁羅非常神似

尾燈來自本田思域

低矮的水滴形駕駛艙

A柱采用隱藏式設(shè)計(jì)

兩條金屬橫梁卻外露

造型很像科幻電影中的太空艙

Rally Fighter的車身采用空間鋼管結(jié)構(gòu)

碳纖維材質(zhì)車殼

動(dòng)力系統(tǒng)是前中置的

通用LS3 6.2L自然吸氣V8引擎

最大馬力430Ps

峰值扭矩575nm

匹配六速自動(dòng)變速箱

0-96km/h加速時(shí)間6秒

最高時(shí)速被限制在210km/h

這應(yīng)該是出于車身高度

避震器支撐性和輪胎抓地力的考慮

Rally Fighter的技術(shù)絕對談不上頂級

但是設(shè)計(jì)卻能讓他超凡脫俗

按照他們的生產(chǎn)理念，就是要避開大規(guī)模集中生產(chǎn)的工廠模式，而是偏向于小型的本地生產(chǎn)單元。所有生產(chǎn)單元都可以提供組裝、銷售以及售后服務(wù)，同時(shí)也能享有集中采購、制造以及底盤與傳動(dòng)系統(tǒng)等常見部件的組裝等方面的優(yōu)勢。

正如他們在網(wǎng)站上所稱：“如果說福特與通用汽車的大規(guī)模生產(chǎn)與銷售方式引領(lǐng)了第一代汽車制造產(chǎn)業(yè)，豐田的精益生產(chǎn)系統(tǒng)引領(lǐng)了第二代汽車制造產(chǎn)業(yè)，那么Local Motors代表的就是首個(gè)全面運(yùn)營的‘汽車3.0’公司�！�

是不是很激進(jìn)？

的確！

所以可以想到，他們的設(shè)計(jì)過程肯定也是非常前衛(wèi)的。比如，當(dāng)工程師根據(jù)黏土概念模型創(chuàng)建模具時(shí)，他們絕不會(huì)采用以前的技術(shù)。Local Motors選擇了3D Systems公司的3D掃描儀，他們使用3D掃描儀對現(xiàn)成構(gòu)件進(jìn)行快速的掃描，隨后創(chuàng)建適合檢查和虛擬裝配的CAD模型，同時(shí)以制作生產(chǎn)模具的方式全面捕獲黏土概念模型的形態(tài)。

將掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可編輯的CAD格式數(shù)據(jù)比看起來更有難度。一開始，Local Motors公司購買的是另一個(gè)逆向工程軟件產(chǎn)品，但是他們對于該軟件創(chuàng)建的NURBS形狀數(shù)據(jù)卻不甚滿意。軟件商曾承諾可以生成“參數(shù)化表面”，但是Local Motors需要的不僅僅是這些——他們需要將自己的工程技術(shù)與掃描儀提供的幾何結(jié)構(gòu)相結(jié)合，用于創(chuàng)建CAD模型，同時(shí)無需在CAD軟件包與逆向工程軟件之間來回切換。

第一步棋走錯(cuò)之后，Local Motors公司被推薦使用Geomagic Design X逆向工程軟件，一切從此開始云開霧散。來自Local Motors公司的Mike Pisani在博客上發(fā)表了自己的感受。“該軟件可以讓工程師捕獲所掃描部件的設(shè)計(jì)意圖，并從中提取其棱柱特征和任意的表面形態(tài)，從而可以在如SOLIDWORKS等CAD軟件包中使用。”

來自3D Systems經(jīng)銷商JMRSystems公司的Jim Green比較了不同的逆向工程流程：“Local Motors所使用的基于表面的流程需要根據(jù)掃描數(shù)據(jù)中制作一個(gè)水密網(wǎng)格，然后再制作表面模型，隨后再將表面導(dǎo)入CAD中，最后開始CAD建模。GeomagicDesign X直接擊中要害，根據(jù)掃描數(shù)據(jù)可以直接制作CAD模型�！�

掃描儀的第一應(yīng)用就是根據(jù)外部供應(yīng)商提供的零部件創(chuàng)建CAD模型，比如下圖所示的增壓器。對于尺寸正確的型號，需要在諸如發(fā)動(dòng)機(jī)艙這樣的新設(shè)計(jì)區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行匹配度檢查。對于這項(xiàng)工作而言，沒必要太吹毛求疵，但是卻需要以參數(shù)化的手段調(diào)整部分特定的參數(shù)。Local Motors使用的是快速曲面造型和參數(shù)建模的手段來生成具有關(guān)鍵特征的可編輯尺寸的參數(shù)化CAD模型，以及可用于描述保持不變部分的表面。

Pisani觀察到：“網(wǎng)格和表面（操作）就如同學(xué)習(xí)一種全新的語言。另一方面，Design X的界面與SolidWorks幾乎完全相同，因此我們的團(tuán)隊(duì)從掃描數(shù)據(jù)進(jìn)入可以識別并與SolidWorks裝配相匹配的模型的這一過程，幾乎可以無縫對接。”

Pisani列舉了DesignX基于CAD的逆向工程流程的三大主要優(yōu)勢：

• 學(xué)習(xí)曲線更短，因此大多數(shù)團(tuán)隊(duì)成員能夠立馬在匹配度研究中使用掃描數(shù)據(jù)。

• 流程更快——無需浪費(fèi)時(shí)間制作過渡的、一次性的模型。

• 模型精度更高，如果模型偏離了掃描數(shù)據(jù)，可以立刻觀察得到。Design X可以讓我根據(jù)特征的重要性以及模型的用途更有選擇性地分配我的工作時(shí)間。

  
  

3D掃描儀和Design X兩者的結(jié)合使得Local Motors公司得以節(jié)省開支，并加快了產(chǎn)品上市的時(shí)間。

來源： 3DSystems軟件解決方案