Forma 3D的扫描转CAD应用：利用Artec Leo对停产泵叶轮进行逆向工程

Forma 3D技术人员正在使用Artec Leo对叶轮零件进行数字化处理

Condamine Drilling 的总部位于澳大利亚昆士兰州，致力于提供钻探、灌溉系统供应及泵类综合服务。与许多从事这些行业的企业一样，该公司依赖已服役长达数十年的重型泵设备。随着时间推移，部分泵组件的原始工程图纸已经遗失，制造商也无法再提供替换零件。

为寻求替代方案，Condamine联系了Forma 3D。该公司在汽车、制造、建筑等领域提供三维扫描服务，所用设备为Artec Leo——一款由澳大利亚Artec大使Qubic提供的专业手持式三维扫描仪。

起初，他们希望探索3D打印备件的可能性。在确认3D打印因压力、流体动力学及耐磨性要求而不适用后，Forma 3D提出了另一种解决方案：生成CAD模型，以便使用经过时间验证的传统机械进行制造。

使用Artec Leo进行逆向工程

泵叶轮通常具有复杂的几何形状，如内部流道和弯曲叶片，因而难以数字化。光亮表面也容易干扰三维扫描仪，因为它们在扫描过程中会反射激光，而手动建模则既耗时又容易出错。由于内部叶片轮廓对性能至关重要，Condamine需要一种通用且可靠的解决方案。

正因如此，他们选择了Artec Leo——一款无线一体式三维扫描仪，非常适合在小型车间内使用，无需连接笔记本电脑。该设备提供实时反馈，允许用户验证扫描质量和覆盖范围，这在逆向工程中极为宝贵，因为复杂几何形状中的数据缺口往往只在处理过程中才会显现。

Forma 3D为Condamine Drilling数字化处理的叶轮零件系列

接受委托后，Forma 3D使用Leo对一系列叶轮进行扫描。这些叶轮无法放入桌面三维扫描仪，但无线的Leo可以灵活地围绕不同尺寸的零件进行操作。时间同样至关重要——该设备每秒可采集3500万个点，高速完成了所有扫描，无需漫长的设置或校准。

"Artec Leo的精度和分辨率非常适合这些叶轮的尺寸范围——大到桌面扫描仪需要大量重新定位，小到Leo能够以少量扫描高效完成每个零件的捕捉，"Forma 3D技术人员Harry Tighe解释道。"Leo的速度在实际操作中同样重要。面对多个不同尺寸的叶轮，我们需要一套高效且可重复的工作流程。"

从三维扫描到铸造

扫描完成后，扫描数据在Artec Studio中进行处理，利用全局配准功能将每一帧精确对齐，形成统一的点云。借助软件的锐利特征融合（Sharp Fusion）算法，他们随后将这些数据合并为高度精细的水密网格。这一涵盖所有叶轮表面的数字模型细节极为丰富，可直接发送至SOLIDWORKS进行重新设计。

Artec Studio软件中的三维扫描叶轮零件

Condamine Drilling将最终设计直接送往铸造厂，用青铜铸造叶轮。毛坯铸件随后经过机加工和精整处理，重新投入使用。在联系Forma 3D之前，Condamine没有任何可行的方法来替换已报废或损坏的零件。所有传统方案均已行不通，扫描转CAD成为唯一的出路。

最终，Artec3D扫描仪在速度、精度、可重复性和可及性方面带来了革命性的改变。整个工作流程所需时间仅为手动测量和重新绘图的一小部分——同时在尺寸精度方面提供了更高的可信度。Leo捕捉的精确数字孪生可随时提供给供应商，用于备件采购。

可复制的老旧设备修复方案

对于Forma 3D而言，这一项目验证了扫描转CAD工作流程在工业场景中的适用性，并展示了以快速投资回报（ROI）交付成果的能力。最终的三维模型无需任何工程干预即可直接提交给供应商——这一流程可在众多备件已无法获取的其他行业中复制推广。

Condamine叶轮零件上的复杂曲面

"Condamine Drilling所面临的挑战并非独有，"Tighe总结道。"市场上有大量老旧机器和系统，原始图纸已经遗失，制造商早已不复存在，或备件供应链已彻底断裂。三维扫描与逆向工程提供了一种切实可行、可扩展的解决方案。"

数字化设计过去仅限于拥有内部工程和制造能力的企业。如今，几乎任何人都可以使用三维扫描获取可靠数据，并将其应用于实际场景。Forma 3D在矿业、农业、水利基础设施和重工业领域看到了巨大潜力——任何具有复杂逆向工程需求的项目均在其列。

无论是OEM供应链断裂、设备的服役时间已远超其技术文档的留存期，还是零件已无法获取，三维扫描都是对现有设计进行数字化并加以延伸的理想工具。所有老旧设备的使用者都将从这项技术中受益。Condamine只是众多建立备件数字仓库的企业中最新的一家——而且绝不会是最后一家。