采用掃描設備儀器:
手持式激光三維掃描儀
三維掃描過程:
應用CASAIM手持式激光三維掃描儀掃描頭盔,流程簡單、易于操作、可十分的對獲取頭盔的三維結(jié)構(gòu),具體如下:
1、掃描設備選擇
使用手持式藍光/激光三維掃描儀(如CASCAN系列),精度達0.025mm級別,適用于頭盔曲面及復雜結(jié)構(gòu)。
配套轉(zhuǎn)臺、標志點貼紙及校準工具。
環(huán)境設置
避免強光直射,室內(nèi)光照均勻,減少環(huán)境光對激光/藍光掃描的干擾。
固定頭盔于穩(wěn)定平臺或轉(zhuǎn)臺,防止掃描過程中晃動。
2、頭盔預處理
表面處理
清潔頭盔內(nèi)外表面,去除灰塵、油污,對高反光區(qū)域(如護目鏡)噴涂啞光顯影劑(如鈦白粉)增強掃描數(shù)據(jù)捕捉效果。
在深孔、卡扣等復雜區(qū)域粘貼定位標志點(直徑3-5mm),輔助多角度數(shù)據(jù)拼接。
掃描區(qū)域規(guī)劃
將頭盔分為頂部、側(cè)面、護目鏡等區(qū)域,分階段掃描以減少盲區(qū)。
3、數(shù)據(jù)采集:
多角度掃描
掃描大曲面(如頂部弧面),單次掃描時間3-5分鐘,再補掃細節(jié)區(qū)域(通風孔、卡扣)。
對護目鏡開孔等薄壁結(jié)構(gòu)采用低功率激光模式,避免數(shù)據(jù)穿透失真。
實時質(zhì)量監(jiān)控
通過軟件預覽點云完整性,及時補掃缺失區(qū)域。
數(shù)據(jù)處理與輸出
數(shù)據(jù)優(yōu)化
拼接多站點數(shù)據(jù):通過標志點或特征匹配完成對齊,生成完整點云模型。
去除噪點(如灰塵反射點)、填補孔洞(護目鏡邊緣等),平滑網(wǎng)格表面。
模型對齊與分析
將掃描數(shù)據(jù)與原始CAD模型進行佳擬合對齊(RPS基準對齊或特征匹配)。
生成3D色譜偏差圖,量化關鍵尺寸(如內(nèi)襯空間容積誤差、護目鏡開孔位置偏差)。
成果輸出
逆向工程:導出STL/STEP格式模型,用于模具修復或個性化內(nèi)襯設計。
報告:輸出PDF格式報告,標注超差區(qū)域及工藝改進建議(如注塑壓力調(diào)整)。
使用三維掃描儀對頭盔進行尺寸檢測,在工業(yè)制造、運動裝備研發(fā)及安全防護領域具有重要的用處:
1. 質(zhì)量控制與合規(guī)驗證
►通過全尺寸掃描生成三維數(shù)據(jù),與原始設計模型對比分析,檢測形位公差(如護目鏡開孔位置、通風孔間距等)。
優(yōu)勢:單次掃描覆蓋復雜曲面,避免傳統(tǒng)接觸式測量工具(如卡尺)的盲區(qū),精度可達0.02mm級別。
2. 復雜結(jié)構(gòu)優(yōu)化
►測量深凹槽、曲面過渡區(qū)等復雜結(jié)構(gòu)的細節(jié)數(shù)據(jù),分析空氣動力學性能或沖擊力分布,優(yōu)化頭盔外形設計。
如:某雪車頭盔通過三維掃描發(fā)現(xiàn)曲面曲率偏差,調(diào)整后風阻系數(shù)降低12%。
3. 個性化定制與適配性提升
►掃描用戶頭型數(shù)據(jù),生成貼合度更高的定制化頭盔內(nèi)襯,減少運動中的晃動風險。
技術實現(xiàn):結(jié)合3D打印技術,快速制作適配不同頭圍的原型,提升穿戴舒適性。
4. 逆向工程與模具修復
►對無原始設計圖紙的舊款頭盔進行逆向建模,生成可編輯的CAD文件,支持模具修復或改進迭代。
應用場景:摩托車頭盔的快速或競品分析。
5. 動態(tài)測試與安全性能驗證
►在沖擊實驗中,通過掃描變形數(shù)據(jù)量化頭盔受力后的形變程度,評估材料抗沖擊能力。
如:某研究團隊結(jié)合掃描數(shù)據(jù)優(yōu)化頭盔緩沖層結(jié)構(gòu),使其抗沖擊性能提升18%。
6. 生產(chǎn)流程優(yōu)化
►實時檢測注塑成型頭盔的尺寸穩(wěn)定性,分析模具磨損或注塑參數(shù)問題(如縮痕、翹曲),降低廢品率。