赛车队黑鹰(Black Falcon)使用先临三维(SHINING 3D)的3D扫描仪,验证了一辆赛车在纽博格林24小时耐力赛中遭受严重撞击后是否已正确修复,在赛车重返北环赛道参赛前,对修复区域进行了几何检测。此次验证是该车队围绕其新引入的保时捷911 GT3 Cup赛车所建立的更广泛技术合作伙伴关系的一部分。
从车间到赛道的检测环节
事故造成的损坏程度严重,需要进行全面重建而非简单修复。由于赛车将重返耐力赛中最具挑战性的赛道之一——北环赛道参赛,黑鹰需要一种方法,在将赛车送回赛道之前确认修复已正确完成。工程师们没有仅仅依赖目视检查或传统测量工具,而是使用先临三维的FreeScan Trak Nova对修复区域进行了扫描。这是一款专为大型工业检测而设计的便携式光学测量系统。扫描数据为团队提供了一种直接评估重建结构几何形状的方法,在车间和赛车重返赛道之间增加了一个明确的验证环节。

SHINING 3D与黑鹰车队。照片由SHINING 3D提供
二十载赛车传承,如今基于数字基础
黑鹰车队在纽博格林参赛已超过二十年,期间包括两次纽博格林24小时耐力赛全场冠军和超过300次组别胜利。随着其当前保时捷911 GT3 Cup赛车的推出,这一传承开启了数字化维度。该赛车是通过与先临三维的技术合作伙伴关系打造的,这一合作如今已触及车队工程流程的多个阶段,从底盘和碰撞结构分析,到对长距离比赛条件下磨损表面的常规记录。
该技术的应用范围已超越检测,延伸至研发领域。车队的空气动力学分流器便是一个例子:扫描技术以数字方式捕获其几何形状,这些数据直接输入计算流体动力学(CFD)模拟,为工程师提供了一种比风洞测试等物理方法成本更低的替代方案。从扫描开始,而不是在CAD中手动重建零件,也让黑鹰能够将真实世界的部件数据直接带入其数字工程决策中,而不是将物理赛车及其数字模型视为两个独立的参考源。
FreeScan Trak Nova 内部
支撑黑鹰工作流程的扫描仪FreeScan Trak Nova,是一个可拆卸系统,将手持扫描仪与一个独立的跟踪单元(FreeScan UE Nova)配对,后者兼作手持式激光扫描仪,具有先临三维所称的市场上最大的视野。该系统完全无线运行,跟踪器和广域扫描仪均内置计算模块以实时处理数据,并配备可更换电池,以确保长时间不间断扫描。它将用于捕捉整体结构的广域激光扫描与用于精细局部细节的动态跟踪相结合,能够将两者融合到一个单一数据集中,这使得像黑鹰这样的车队能够在无需更换设备的情况下,从完整底盘扫描无缝过渡到对修复区域进行精细检测。
精度是一个核心设计要素:该系统在12立方米的测量空间内,精度达到0.02毫米,体积精度达到0.062毫米,该指标在先临三维符合ISO/IEC 17025认证的实验室中,依照VDI/VDE 2634第3部分和ISO 10360标准进行了验证,这些是与更广泛工业检测中使用的相同的计量基准。
一项专利的视频摄影测量功能消除了大型物体扫描中通常需要的编码标记点,而是使用校准杆和实时视频捕捉,在高达2,600 x 2,200毫米的扫描区域内保持体积精度。两个组件都采用轻量化设计,跟踪器重1.2公斤,广域扫描单元重1.6公斤,可装入一个便携式包装箱中。对于在比赛周末需在车间和赛道边之间搬运设备的赛车队来说,这一细节至关重要。该系统凭借其产品设计荣获2026年iF设计奖。
数字验证正成为车队中的标准做法
黑鹰车队使用3D扫描来验证重建后的赛车,反映了赛车运动领域更广泛的一种战略:将扫描几何体视为常规工程步骤,而非偶尔使用的测量工具。这一策略体现在赛车运动的各个层级。例如,红牛车队通过与Hexagon合作,将质量检测纳入了其一级方程式赛车的研发周期,在部件到达赛道之前使用计量和扫描系统进行测量和验证,包括提前使用一套新的扫描系统,使该车队比对手领先了六个月。
在更下一级的赛事中,Kawasaki Puccetti Racing World Superbike车队使用手持式3D扫描仪获取其摩托车几何形状,并优化了新整流罩的空气动力学性能,这一改进被归功于带来了可测量的速度提升和一场比赛胜利。
在其他地方,NASCAR利用实物大小的3D打印来优化奥运雪橇的空气动力学,将其赛车运动空气动力学工作流程应用于一项完全不同的运动。工程师们建造了一个定制的扫描装置,使Digital Reality Scanning专家能够在犹他州帕克城举行的雪橇世界杯赛事期间,对雪橇和运动员进行高分辨率、无标记点的3D扫描。这些扫描数据随后被转换为用于CFD分析的数字模型,并最终制成实物大小的3D打印复制品,用于NASCAR自身研发设施中风洞式的空气动力学测试。
从一级方程式赛车、世界超级摩托车锦标赛,到如今的奥运滑行运动,信号是相同的:扫描正成为工程师们最信赖的起点。
来源:中国3D打印网编译文章!

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