从损坏的螺旋桨到可投入生产的CAD模型——借助QUICKSURFACE
QUICKSURFACE 帮助一家巴西工程公司通过将 3D 扫描数据转化为精确的 CAD 几何形状，加速了冷却单元螺旋桨的逆向工程。通过结构化的扫描到 CAD 工作流程，团队重建了损坏的组件，并生成了一个适合制造和 3D 打印的生产就绪 CAD 模型。.
里约热内卢－巴西
RVF3D成立于2020年，正值疫情高峰期，是一家远程工程服务公司。公司最初拥有两台封闭式FDM打印机，专注于使用CAD软件进行3D建模，并打印定制化的汽车塑料零件。.
公司由两位工程师创立：里卡多·弗雷塔斯（Ricardo Freitas），他刚从航空业 35 年多的工作生涯中退休；以及他的儿子何塞·里卡多·弗雷塔斯（Jose Ricardo Freitas），他刚获得机械工程学位，并已有使用多个软件系统的 CAD 设计经验。.
办公室的业务很快扩展开来。它开始为学术项目提供3D打印支持，并为当地机械加工行业和汽车修理厂生产机械零件。.
在接下来的几年里，, RVF3D 通过 3D 扫描和逆向工程，其能力得到了扩展，增加了 3D 设计和建模。该公司开始为 Petropolis 地区和里约热内卢大区的大型行业提供支持，例如塑料注塑成型、石油和天然气以及金属机械。.
里卡多解释说：
“当我们将业务扩展到大型客户时，我们面临了一个新的挑战。我们显然需要能够轻松快速交付高质量逆向工程项目的软件。最初，我们转向了 Solid Edge，它提供了一些非常基础的逆向工程功能，比如曲面填充。但自从我们发现 QUICKSURFACE Pro, ，我们立即转而使用了它。为此，我们感谢我们获得的来自 普洛莫科技, ，KVS在巴西的代表。”
挑战：在一周内完成冷却装置风扇叶片的逆向工程并进行3D打印
一位经营大型机械加工厂的客户找到RVF3D，希望解决一个紧急问题。该厂在冷却装置中使用了四叶螺旋桨。在多次尝试用黑色硅橡胶修补损坏区域来修复螺旋桨后，该部件已无法正常工作。螺旋桨变得不平衡且脆弱，在运行时经常损坏。.
螺旋桨断裂
螺旋桨 用硅橡胶修补
如果没有这个螺旋桨，冷却单元将无法运行，它在冷却油交换器方面起着至关重要的作用。由于机器老旧，市场上已不再有替换用的螺旋桨。这种情况威胁到整个数控机床的运行。.
由于 RVF3D 之前拜访过客户，所以这家店铺立即联系了他们。 RVF3D 收回了损坏的螺旋桨，并将其带回办公室进行扫描。.
然而，他们遇到了第一个重大挑战。刀片上修复的区域有很多硅胶修补的疤痕。这些不规则性使得扫描时难以捕捉光滑的表面。.
团队首先打磨了叶片表面以去除最严重的粗糙度。仍存在一些缺陷，因此他们计划在扫描过程中生成的 STL 网格中对其进行纠正。.
接着，他们用喷雾器喷了螺旋桨 AESUB 蓝色扫描喷剂，因为原始表面是黑色的。他们将螺旋桨放置在一个带有标记的手动转盘上，并使用 RVS_3D Harpy M 扫描仪和 RV3D Studio 扫描软件扫描了双面。.
RV3D Studio 软件 – 生成了扫描螺旋桨的 3D 模型，但叶片上仍有不规则之处。.
何塞·里卡多解释道：
“到目前为止，这已经是工作中比较轻松的部分了，但仍然花了将近两天时间。之后，我们需要打磨STL曲面并开始逆向工程。我们刚刚购买了 QUICKSURFACE Pro 并且对其经验很少，因此 RVS_3D 的支持对我们的成功至关重要。”
得益于哈比M扫描仪的高质量，团队获得了一次非常精确的扫描，尽管叶片缺陷仍然可见。.
准备网格以便逆向工程
备制网格文件，RVF3D使用了 准备扫描 里面的工具 QUICKSURFACE. 这些工具使他们能够去除刀片表面的瑕疵，平滑网格，并将模型与XYZ参考轴对齐。.
扫描后最佳的叶片截面形状
在QUICKSURFACE中经过平滑处理后的刀片截面
清洁网格后，他们从四片损坏的刀片中挑选出保存最完好的一片，并以此作为重建的参考几何体。.
在QUICKSURFACE中重建螺旋桨
随后，团队开始使用QUICKSURFACE Pro进行逆向工程。在 普洛莫科技, 他们迅速创建了一个精确的 CAD 模型。.
已在QS中准备并沿XYZ轴定向的STL文件，几乎没有瑕疵
他们遵循了一套结构化的 工作流程:
- 他们首先使用了 表面拟合 用于直接在网格上重建刀片前后表面的工具。.
使用 QUICKSURFACE Pro 中的“曲面拟合”工具定义前叶片表面
“QUICKSURFACE Pro 软件中针对叶片前缘的”曲面拟合”功能
“QUICKSURFACE Pro 中的”表面拟合”功能，位于叶片背面
网格上方创建了正面和背面表面
- 接下来，他们绘制了中心集线器的草图，并拉伸了主体。.
创建主体的草图
挤出中心体
- 他们随后绘制了叶片剖面的草图，并通过重建的前后表面挤压出叶片。.
绘制刀片草图
通过前后挤压叶片轮廓
- 修剪了多余的表面并合并了实体后，他们得到了一个干净的实体模型。.
修剪掉多余的表面并合并实体后，创建了一个干净的实体模型
- 重建模型与扫描的 STL 模型进行了比较，其偏差在 0.10 毫米, ，证实重建的准确性。.
最终实体，结合了中央主体和叶片
将最终模型与扫描的 STL 文件进行比较，显示偏差在 ±0.10 毫米（绿色）范围内
- 用完工的刀刃，他们创造了一个 圆形图案 产生所有四个刀片。.
应用圆形阵列生成四个叶片
- 最后，他们增加了内部肋条和额外的切割，以匹配原始设计。.
螺旋桨背面中心体上的肋条
背面额外切割
- 在工作了几个小时后，团队最终确定了螺旋桨模型 QUICKSURFACE.
在QUICKSURFACE中经过数小时的工作后创建的最终螺旋桨CAD模型——背面
在QUICKSURFACE中经过数小时的工作后创建的最终螺旋桨CAD模型——正面视图
改进设计并为 3D 打印做准备
在打印之前，团队改进了设计。他们通过增加圆角来加固叶片与中心轮毂之间的连接，加厚了内部加强筋的壁厚，并打磨了叶片的 the leading and trailing edges（前缘和后缘）。.
螺旋桨最终改进版本的STL图像
由于时间限制，他们未能充分应用增材制造设计原则。因此，打印件需要大量的支撑结构。.
他们将最终模型导出为 STEP和STL文件.
3D打印螺旋桨
RVF3D 使用其升级的打印了螺旋桨 创想 K1 Max 3D p打印机 和 ABS 优质 MG94 黑色耗材.
他们准备了模型在 虎鲸切片器, 使用其团队开发的高速配置。.
在 Orca Slicer 中设置螺旋桨文件
由于刀片几何形状，打印过程需要大量支撑材料。打印耗时超过 二十四小时 完成。.
正在3D打印螺旋桨——整个过程花费了24多个小时
最终螺旋桨 3D 打印完成并移除支撑
尽管支撑很重，但最终结果令人印象深刻。去除支撑后，螺旋桨只留下轻微的痕迹。.
团队在 ... 内将零件交付给了客户 四天 收到损坏的螺旋桨。.
客户计划打磨并喷漆该组件，或者在打印后直接安装。他们还需要为中心孔制造一个金属衬套。.
测试与最终批准
客户在车床上测试了新的螺旋桨 1800 转/分 以验证机械性能和平衡。.
螺旋桨在车床上进行每分钟 1800 转的动平衡测试和检查
螺旋桨表现完美。.
在成功测试后，客户批准将该零件安装到冷却装置中。.
结论
里卡多总结道：
“能通过使用……来满足客户对质量、准确性和交货期的要求，这真是太棒了。 QUICKSURFACE Pro ”为了对这个复杂的零件进行逆向工程，我们借助一台高品质的扫描仪，成功获取了精确的3D模型作为设计依据。在QUICKSURFACE Pro和Prumotech的支持下，我们显著提升了产品设计质量，并加快了开发周期。如今，我们已准备好承接来自众多不同行业的更大、更复杂的项目。”
这类项目展示了现代扫描到CAD工作流程如何帮助工程师快速准确地恢复关键部件。拥有 QUICKSURFACE, ，团队可以将 3D 扫描数据转换为精确、可制造的 CAD 模型，并使损坏或过时的组件焕发新生。.
想自己试试吗？
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