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使用 Geomagic 软件解决方案重燃 F-1 阿波罗引擎

点击数:636 发布时间:2017-08-07
美国太空总署最强劲的液体燃料火箭所使用的是F-1发动机,最初使用于1967年至1973年的阿波罗计划,用来将土星五号火箭推入轨道。如今,40多年过去了,其中一台发动机被运出了仓库,准备进行改造,用于最新的太空发射系统(SLS)计划。
使用 Geomagic 软件解决方案重燃 F-1 阿波罗引擎

“从一开始就很明显,3D扫描与成像技术是完成这项工作必不可少的要求。”

美国太空总署最强劲的液体燃料火箭所使用的是F-1发动机,最初使用于1967年至1973年的阿波罗计划,用来将土星五号火箭推入轨道。如今,40多年过去了,其中一台发动机被运出了仓库,准备进行改造,用于最新的太空发射系统(SLS)计划。

任务

尽管F-1发动机最初的设计蓝图仍然存在,但是能找到的基本图纸却仍然与最终完工的发动机之间存在有不同。因此,唯一能够准确复制出F-1发动机的办法就是利用3D工具进行绘图。

扫描Apollo F1引擎到Geomagic软件里

执行任务

火箭本身有400多个主要部件,还不包括螺栓与紧固件,太空总署马歇尔太空飞行中心的团队就如何达成目标制定了最佳计划。该团队由ShapeFidelity公司资助,该公司是一家工程服务咨询公司,专业从事3D扫描以及先进制造咨询。

“从一开始就很明显,3D扫描与成像技术是完成这项工作必不可少的要求。” ShapeFidelity公司的罗伯•布莱克称。“尽管我们的任务十分清楚,但是项目体量却极为巨大,很难进行估量。我们甚至不清楚到底有多少零件,或者到底能否完成这项任务,而且我们担心如果一旦发动机被拆解后,就没法儿再组装起来了。”

3D扫描与点云处理

使用Geomagic 软件进行逆向工程,并结合ATOS三维扫描仪TRITOP系统进行扫描后,团队创建出了一个发动机的基线扫描模型,或者也可以称之为外模线(OML)模型。随后,团队将按部就班地将每一个部分进行拆除,并单个扫描,然后处理转换成Geomagic 中的3D数据。

详细3D扫描数据特写

原始涡轮叶片三维检测

Geomagic逆向工程软件可以迅速准确地将点云数据整理成3D表面模型。当所有部件都完成后,然后便可根据TRITOP组装测量将它们装回到虚拟的组装模型上。完成后的数据花费了4个月进行谨慎的拆解、扫描与登记,以便用于包括精细的管道与流道在内的创建,而如果拆解过程中出现不小心,这些细小部分就特别容易出现变形。

任务完成

项目快要收尾之时,项目团队得到了非常满意的结果:他们准确还原了3D版本的F-1发动机,可以直接用于CAD中进行分析、流道定义、间隙公差、重新建模,并利用新材料制造出原装配件。