+48 799 01 77 77 
biuro@innovar.pl 9:00 - 16:00
Skanowanie 3d bolidu iron warriors
Skanowanie 3D bolidu Iron Warriors z Politechniki Łódzkiej
Zespół Iron Warriors z Politechniki Łódzkiej przygotowuje się do zmiany układu napędowego swojego bolidu. Aby zaprojektować nowe miejsca montażowe i dopasować elementy do istniejącej konstrukcji, potrzebował jej rzeczywistej geometrii. INNOVAR wykonał skanowanie 3D bolidu oraz nieobrobionych skorup innego pojazdu, dla których dane posłużą do dopasowania krawędzi przed klejeniem oraz wyznaczenia precyzyjnej linii późniejszego cięcia.
W tej realizacji istotne było odwzorowanie powierzchni w naturalnej skali, z zachowaniem ich rzeczywistego kształtu. Czarne powierzchnie zeskanowaliśmy bez stosowania preparatu matującego, a przygotowanie sprzętu obejmowało kalibrację układu pomiarowego.
Iron Warriors i studenckie projekty pojazdów w Łodzi
Iron Warriors to zespół studentów Politechniki Łódzkiej, który rozwija pojazdy nastawione na jak najmniejsze zużycie energii. Drużyna działa od 2012 roku i uczestniczy w zawodach typu eco-marathon. Budowa oraz modernizacja bolidów pozwalają studentom wykorzystywać wiedzę inżynierską w praktyce, od projektowania po wykonanie i sprawdzenie własnych rozwiązań.
Nasza współpraca dotyczyła etapu pomiarowego. Studenci potrzebowali cyfrowego odwzorowania elementów, nad którymi zamierzali dalej pracować. Skan miał zapewnić odniesienie do faktycznie wykonanej konstrukcji, przydatne zarówno przy rozwijaniu istniejącego bolidu, jak i przygotowaniu kolejnych skorup do obróbki.
Skanowanie bolidu przed zmianą układu napędowego
Planowana zmiana układu napędowego wymaga sprawdzenia, jak nowe podzespoły zmieszczą się w istniejącym bolidzie i gdzie będzie można je zamontować. Dlatego celem skanowania 3D było pozyskanie geometrii umożliwiającej projektantom ocenę dostępnej przestrzeni oraz wyznaczenie nowych miejsc montażowych. Znaczenie ma zarówno lokalny kształt powierzchni, jak i wzajemne położenie elementów konstrukcji.
Na podstawie skanu zespół będzie mógł zestawić modele nowych podzespołów z rzeczywistą geometrią bolidu, sprawdzić potencjalne kolizje i zaplanować kształt mocowań. W zależności od przyjętego rozwiązania może być potrzebne powiększenie istniejących otworów oraz dodanie nowych wzmocnień. Dane pomiarowe pozwolą projektować te zmiany w odniesieniu do faktycznie wykonanej skorupy, zanim rozpocznie się jej obróbka.
Skan dostarcza informacji o kształcie i wymiarach powierzchni. Dobór mocowań, zakres zmian otworów i konstrukcja wzmocnień będą wymagały osobnej oceny projektowej, uwzględniającej obciążenia od nowego napędu. Dzięki pomiarom decyzje te można oprzeć na geometrii konkretnego bolidu.
Pomiar skorup drugiego bolidu przed klejeniem i cięciem
Drugi zakres obejmował nieobrobione skorupy innego bolidu. Skorupa tego pojazdu zostanie najpierw sklejona z dwóch części, a dopiero później poddana planowanemu cięciu. Dane ze skanowania 3D posłużą więc zarówno do przygotowania krawędzi łączonych elementów, jak i do precyzyjnego zaprojektowania linii późniejszego cięcia.
Na podstawie zmierzonej geometrii zespół będzie mógł zaplanować dopasowanie krawędzi przed klejeniem. Celem jest takie przygotowanie obu części, aby nie zachodziły na siebie i nie pozostawiały szczelin wymagających łatania. Pozwoli to ograniczyć potrzebę dodawania materiału w miejscach niedopasowania, a tym samym uniknąć związanego z tym wzrostu masy pojazdu.
Geometria w skali rzeczywistej jako podstawa projektowania
W tym projekcie odwzorowanie 1:1 oznacza pracę z geometrią w rzeczywistej skali. Model pomiarowy przedstawia kształt dostępnych, zeskanowanych powierzchni z dokładnością wynikającą z zastosowanego sprzętu i przebiegu pomiaru. Dzięki temu projektant może analizować wymiary oraz przekroje i sprawdzać, jak planowane zmiany odnoszą się do fizycznego elementu.
Ma to znaczenie zwłaszcza przy skorupach o swobodnych krzywiznach. Kilka wymiarów zmierzonych ręcznie nie opisuje całej takiej powierzchni. Dane 3D pozwalają uwzględnić jej przebieg w wielu miejscach, także pomiędzy charakterystycznymi krawędziami czy punktami konstrukcji.
Skanowanie dostarcza bazę do dalszego opracowania. Jeżeli projekt wymaga odtworzenia edytowalnych powierzchni lub brył CAD, kolejnym etapem może być inżynieria odwrotna. Zakres takiego modelowania zależy od tego, jakie operacje projektant zamierza wykonać na pozyskanej geometrii.
Dlaczego skanowanie 3D pomaga w projektach automotive?
W branży automotive nowe części często trzeba dopasować do konstrukcji, która już istnieje. Skanowanie 3D dostarcza przestrzennego odniesienia do projektowania uchwytów, osłon i innych elementów współpracujących z pojazdem. Po zestawieniu skanu z modelami projektowanych części można ocenić ich dopasowanie, wykryć potencjalne kolizje i sprawdzić dostępną przestrzeń jeszcze przed wykonaniem prototypu. Pomaga to ograniczyć poprawki wynikające z niezgodności wymiarów lub kształtu.
W przypadku bolidu Iron Warriors korzyść jest konkretna: zespół może planować zabudowę nowego napędu na podstawie zmierzonej konstrukcji. Ten sam zbiór danych może służyć do sprawdzenia kilku wariantów rozmieszczenia podzespołów i porównania, jak każdy z nich wpływa na zakres zmian w skorupie.
Znaczenie skanowania metrologicznego i wideofotogrametrii
Przy projektowaniu mocowań liczy się dokładność wymiarowa całego pomiaru, również pomiędzy obszarami oddalonymi od siebie. Dlatego w automotive znaczenie ma skanowanie metrologiczne, prowadzone z uwzględnieniem wymaganych tolerancji, kalibracji i kontroli jakości danych. Dokładność lokalnego pomiaru powierzchni oraz zgodność wymiarowa większego obiektu to różne aspekty, które trzeba uwzględnić przy doborze metody.
Wykorzystany system FreeScan Trak Nova umożliwia wsparcie skanowania wideofotogrametrią, określaną skrótem VPG od Video Photogrammetry. Technologia ta wyznacza przestrzenny układ markerów na podstawie obrazów rejestrowanych z różnych kierunków, z odniesieniem do wzorca długości. Powstała mapa punktów odniesienia wspiera zachowanie spójności wymiarowej pomiaru większego obiektu, a skanowanie laserowe dostarcza szczegółowej geometrii powierzchni.
Dla prac nad bolidem ma to znaczenie przy ocenie wzajemnego położenia przyszłych mocowań i dopasowaniu elementów obejmujących większy fragment konstrukcji. Wideofotogrametria wspiera dokładność przestrzenną danych; pozostaje częścią procesu obejmującego również kalibrację, prawidłowe skanowanie i weryfikację wyniku.
Skanowanie czarnych powierzchni bez matowienia
Część mierzonych powierzchni była czarna, a na elementach widoczna była struktura kompozytu. W tej realizacji zastosowaliśmy system laserowy FreeScan Trak Nova i wykonaliśmy pomiar czarnych powierzchni bez nakładania preparatu matującego. Pozwoliło to pominąć etap pokrywania ich dodatkową warstwą i późniejszego usuwania preparatu.
Przy takich elementach znaczenie ma dobór ustawień skanowania oraz prowadzenie pomiaru z kierunków zapewniających widoczność powierzchni. Możliwość pracy bez matowienia ocenia się dla konkretnego materiału i jego wykończenia. Tutaj udało się pozyskać geometrię w zastanym stanie powierzchni, co dobrze pokazuje zdjęcie skanowania czarnej części skorupy.
Kalibracja sprzętu i przygotowanie pomiaru
Elementem przygotowania do skanowania była kalibracja układu pomiarowego z wykorzystaniem przeznaczonych do tego wzorców. Jest to istotne także w pracy wyjazdowej, gdy sprzęt trafia do innego otoczenia. Producent systemu zaleca kalibrację między innymi po zmianie miejsca pracy lub temperatury.
Precyzyjne skanowanie metrologiczne wymaga również odpowiedniego dostępu do obiektu. Zdjęcia z realizacji pokazują pomiar z różnych stron, w tym od spodu. Takie podejście umożliwia zebranie danych z powierzchni, których nie widać z jednego ustawienia. W obszarach ważnych dla modyfikacji lub przyszłego cięcia szczególne znaczenie ma kompletność pozyskanej geometrii.
Skan skorupy jako baza do wyznaczenia linii cięcia
Linia cięcia na przestrzennej skorupie musi uwzględniać rzeczywisty przebieg jej powierzchni. Mając dane ze skanowania, projektant może opracować planowaną krawędź w środowisku CAD, sprawdzić ją w wybranych przekrojach i ocenić względem pozostałej geometrii. Pozwala to przeanalizować projekt przed rozpoczęciem obróbki fizycznego elementu.
W projekcie Iron Warriors zadaniem INNOVAR było pozyskanie geometrii do tych prac. Projekt modyfikacji bolidu, przygotowanie krawędzi skorup do klejenia i wyznaczenie linii późniejszego cięcia to dalsze etapy wykorzystania pomiarów przez zespół. Skan stanowi dla nich wspólną bazę odniesienia do stanu rzeczywistego.
Skanowanie 3D dla kół naukowych i zespołów studenckich
Realizacja dla Iron Warriors pokazuje zastosowanie skanowania 3D w pracach konstrukcyjnych prowadzonych na uczelni. Koła naukowe i zespoły studenckie rozwijające własne pojazdy mogą wykorzystywać pomiary do dopasowania nowych części, modernizacji prototypów i dokumentowania wykonanych elementów. Najważniejsze jest określenie, do czego mają posłużyć dane, aby zakres pomiaru odpowiadał potrzebom projektu.
Budujesz bolid lub rozwijasz prototyp w ramach koła naukowego? Prześlij nam zdjęcia, orientacyjne wymiary i opis planowanych prac. Ustalimy zakres skanowania oraz sposób przygotowania danych. Więcej o pomiarach pojazdów i ich elementów znajdziesz na stronie skanowanie 3D samochodów.
O autorze
Adam Rajch — właściciel INNOVAR 3D, inżynier mechanik z ponad trzynastoletnim doświadczeniem zawodowym. Specjalizuje się w skanowaniu 3D, inżynierii odwrotnej oraz opracowywaniu modeli CAD na podstawie danych pomiarowych, m.in. w Geomagic Design X. Osobiście wykonał skanowanie bolidu i skorup dla zespołu Iron Warriors z Politechniki Łódzkiej opisane w tym artykule.
Wypełniając powyższe formularz wyrażają Państwo zgodę na naszą politykę prywatności, z którą można zapoznać się tutaj.
©2026 Innovar3D. All rights reserved.
INNOVAR 3D (siedziba główna)
ul. Łęgska 41
87-800 Włocławek
INNOVAR 3D - Łódź
ul. Listpadowa 113b/2
92-117 Łódź
INNOVAR 3D - Warszawa
ul. Opinogórska 3/39
04-039 Warszawa
tel. +48 799 01 77 77
email: biuro@innovar.pl
NIP: 8883038240