挑戰：探索開采新方案，確保新部件能與現有基礎設施兼容，同時避免頻繁往返偏遠礦區進行手工測量的繁瑣與不便。

解決方案：Artec Leo、Artec Ray、Artec Studio、Geomagic Design X、SOLIDWORKS

效果：成功構建“虛擬試裝”工作流程，確保工業平臺、車間、管道等開采解決方案在出廠前與現有基礎設施匹配。采用3D掃描技術后，數據捕獲周期縮短三分之二，并且顯著降低了因適配問題導致的設計誤差。

為何選擇Artec 3D：Artec Leo采用無線設計，操作靈活且簡便，在升降機或腳手架上也可精準捕獲數據。Artec Ray則專為礦井測量等大型區域設計，表現出色。此外，Artec Studio只需一鍵操作，即可輕松切換至Design X或SOLIDWORKS，工作流程更簡潔。

Titan Engineered Solutions對偏遠礦區的礦山安全平臺等設備進行維護。
圖/Titan Engineered Solutions

采礦作業與其他制造作業一樣，依賴重型機械設備。但是，要實現工廠和現場生產效率的最大化，挑戰重重，非輕易之舉。

因礦區多位于偏遠地帶，工程師們需長途跋涉數小時前往現場進行手工測量。然而，手工測量方法存在諸多弊端，比如人為測量誤差、數據收據不全，以及需多次往返確認尺寸。盡管方法較為傳統，但對于許多礦區來說，這仍是當前理想可行的辦法。

許多礦山仍在使用老舊設備來進行生產活動。若未能在設備故障前及時更換現有設備，可能會導致設備停機，進而影響拆卸和手工測量工作。若等到部件故障后再更換，不僅停機時間會延長，迫使采礦作業中斷，礦山的利潤也會受到影響。

礦山的設備部件老舊，需要定期維修。圖/Titan Engineered Solutions

Titan Engineered Solutions 之所以能在行業中脫穎而出，關鍵在于其提供的創新工程解決方案。這些方案不僅具備前瞻性，能夠快速響應客戶需求，還有效縮短了生產停工時間，為客戶帶來更高的生產效率。

過去，Titan需要派遣整隊工程師前往客戶現場。隨著與Artec大使Rapid Scan 3D合作的加深，Titan的工作模式迎來了革新。現在，Titan不再依賴手動測量，僅需派遣一名工程師，攜帶 Artec Leo與Artec Ray 掃描儀前往現場，即可輕松捕獲精準幾何數據。

Titan總經理Brandon Koch表示：“產品現在雖然還沒造出來，但我們能用3D掃描捕獲的數據，定制出誤差在1.6毫米以內的部件。舉個例子，我們常做的一次性頭尾對接定制管道，現在省去了繁瑣的手工測量，依然能確保它們與開采設施適配。”

準備掃描開采設施的Artec Ray。圖/Titan Engineered Solutions

01.精準匹配，一步到位

Rapid Scan 3D提供的為期一周的培訓課程讓Titan公司開始了3D掃描之旅。通過學習，他們掌握了無線掃描儀Leo的使用方法，他們發現Leo在美國西南部各大采礦現場部署起來輕而易舉。Koch對Leo的集成設計與一鍵掃描功能贊不絕口，直言“用起來毫無難度”。

Koch還說道：“Leo的使用方法非常簡單，開機、對準、掃描，一氣呵成。屏幕上可以實時查看掃描效果，數據質量一目了然。若擔心某區域掃描不全，尤其是關鍵區域，隨時可重新掃描。”

大多采礦設施規模龐大，Titan認識到需要一種遠程數據捕獲解決方案。在客戶現場親眼見證Ray的出色表現后，他們決定引進該設備。結果令人矚目，Ray能夠快速、精準地捕獲大型采礦設施的數據，極大地提升了工作效率。

架立在三腳架上的Artec Ray II，正在捕獲大型管道數據以供分析。
圖/Titan Engineered Solutions

Titan近期承接了一個銅廠車間維修項目，利用Ray僅耗時1小時便完成了整個車間的數據采集，比過去快了2至5個小時。此外， Titan工程師Johnathan Turner 指出，手工測量可能遺漏的細節，Ray都能做到巨細無遺，確保定制的部件能夠準確匹配，安裝在可能出現問題的位置。

“我們根據掃描結果成功還原了整個車間，”Turner說到，“手工測量只能給出‘可能合適’的尺寸，3D掃描則能讓我們確定得到的尺寸‘準確無誤’。多虧了3D掃描，我們才能順利完成車間設備設施的維護和翻新工作。”

02. 使用Design X校驗容差

Titan深耕于3D掃描領域，將公司業務拓展至逆向工程，提供零部件定制服務，還通過偏差分析技術，嚴格確保每一個定制部件均能滿足既定的容差標準。

Titan團隊將Leo和Ray捕獲的數據導入Artec Studio中進行處理，包括剔除多余數據，融合多個數據集，最終生成的模型可即刻導出至Geomagic Design X。

在Design X中，Titan團隊可以創建關鍵部件區域的“面域”。例如，在設計定制管道時，他們重點關注每根管道的頭尾是否能與現有管道網絡對接。為此，團隊將這些幾何草圖轉為基于掃描數據的CAD主體，并設定約束條件（即影響設計的各種限制因素），以確保設計的準確性。

完成CAD主體的創建后，這些管道數據會導入到SOLIDWORKS中，利用之前設定的約束條件來設計完整的模型。對齊模型后，無論是管道模型還是其他通過逆向工程得到的產品，都可以重新導入到Design X中。Design X的熱映射功能強大，能夠疊加顯示CAD數據，快速識別偏差，從而確保零件符合安裝所許的容差要求。

在Geomagic Design X中對復雜管段進行熱映射處理。圖/Titan Engineered Solutions

Turner表示，“Artec Studio - SOLIDWORKS - Geomagic Design X”三步工作流程不僅簡化了生產流程，提高了效率，還增強了公司對制造出的部件適配性的信心。

“我們可以通過管道的兩端掌握管道的長度、所需直徑和連接方式，”Turner解釋道，“‘三步走’工作流程讓我們輕松確定需要鉆孔的位置，然后用螺栓固定管道。我們只需捕獲原管道設計數據，設定限制條件，然后在此基礎上建模即可。”

03. 多分辨率建模，初露鋒芒

因大量設備尺寸龐大，需借助平板卡車運輸，Koch特別強調了產品精確適配的重要性，這有助于減少安裝問題的發生。他提到，如在銅工廠車間項目中出現錯誤，可能會導致整個項目從頭再來。他還提醒道：“若不及時糾正錯誤，維修成本會越來越貴”。

Titan公司不斷探索3D掃描技術在新領域的應用。以Artec Studio為例，它現在能夠將不同掃描儀捕捉的數據合并成單個網格，并保留每個網格的最高分辨率數據。

“起初，我們選擇Leo和Ray是因為它們各自具有獨特的優勢。但現在，我們正在研究多分辨率3D掃描，” Koch說道，“這一技術在許多項目中都展現出巨大的潛力。用Ray進行整體區域掃描，再結合Leo進行精細掃描，我們能夠捕捉到那些單獨使用Ray時難以察覺的細節。”

滬敖3D是一家致力于三維數字化行業解決方案的技術型企業，擁有豐富的三維項目經驗，公司以行業應用為出發點，為客戶提供三維數字化采集、三維數據處理、三維數據管理等一系列應用服務。目前主要服務于制造業（汽車、航空航天、船舶、模具、鑄造以及各種機械）、建筑業（建筑設計、施工、裝修等）、文化遺產（博物館、古建筑、考古等）、數字化工廠、警用公共安全、影視制作、教育等行業。提供質量檢測、三維建模、逆向工程、數字存檔、GD/T分析、有限元分析、虛擬安裝、干涉分析、工程測繪、形變監測、3D打印等技術方案。