应用3D扫描、三维设计和3D打印技术修复汽车四驱系统

点击数:567 发布时间:2017-12-04
3D Systems公司的员工Dan Sample从跟公司医疗建模小组的合作中明白了3D打印的强大之处。然而,2015年当他的丰田Tacoma 卡车四驱系统坏了的时候,他并不认为这里可以用到3D打印技术。
应用3D扫描、三维设计和3D打印技术修复汽车四驱系统

3D Systems公司的员工Dan Sample从跟公司医疗建模小组的合作中明白了3D打印的强大之处。然而,2015年当他的丰田Tacoma 卡车四驱系统坏了的时候,他并不认为这里可以用到3D打印技术

Dan生活在美国科罗拉多州,由于当地天气和地形的原因,一年四季都要使用四轮驱动系统。当意识到它无法工作的时候,他把它拿到了日常的修理店咨询。修车人员都认为是前差动传动装置坏了,替换这个部件将花费300至400美元,此外还有人工费600美元。这么小个东西这么贵?Dan被吓了一大跳。.

(图 1 右侧上方:损坏的传动齿轮)

Dan 说:“我知道前传动装置在4驱系统中非常重要,但没有意识到有多么重要,直到我开始研究整个机械装置的运转原理。一个周末我在叫了几个朋友,我们把传统装置从前轴上卸下。”

该传动器可以让四驱系统进行工作,如果没有这个装置,他的卡车就变成2驱的。Dan把整个传动器都取了出来,发现外部部件都能工作,找不到哪里出了问题。他和朋友们决定仔细查看一下,把传动器拆开,看一下内部结构有没有问题。

当他发现内部一个小的塑料齿轮坏了的时候,他就开始上网搜寻可用的替换产品,而不花费全部的钱更换整个部件。他意识到,用过的传动装置很难找到,而且等的时间非常长。他突然想到:可不可以扫描后,3D打印出这个部件?

(图 2 左上侧:在Geomagic Freeform软件中使用3D扫描数据创建的模型)

回到办公室,他使用3D Systems的Capture扫描仪对这个部件进行了扫描。将扫描数据导入Geomagic Freeform自由造型软件后,使用扫描数据重建齿轮的3D模型。Geomagic Freeform中可以很容易的对3D数据进行修改,使用软件的造型工具对设计进行优化。得到最终设计后, Dan使用Freeform工具比对和分析了新数据和原始扫描数据,尽可能的提高准确性。

当模型完全符合齿轮的尺寸要求后,Dan将它直接保存为STL,采用不同材料将其打印出来,并测试其刚度和强度。在多次测试之后,得到了强度最高的一款,可以与使用CubePro 3D 打印机打印出来的ABS塑料强度相媲美。

“我非常担心装上3D打印零件的传动器能不能让四驱系统工作。我知道零件的外表面看起来几乎一模一样,但是不知道能不能正常工作,把它装上后我们试着启动四驱系统。”

Dan 装上了齿轮,重建并制造了前驱动,还将它装回了卡车。这个零件可以完美工作!

“我第一眼看到的时候非常震惊。我真的不敢相信3D打印的部件能够工作,我的四驱系统又回来了,但没有花费1000美金甚至更多的费用。” Dan花了几天制作这个零件,不到一个小时就把它打印出来。在3D打印的帮助下,他又可以在科罗拉多覆盖有雪的山地上行驶了。

(图3 下:在测试了几款3D打印零件后,安装了CubePro 3D打印机打印出的ABS部件)