◎ Theme：

บริษัท R&D ด้านกีฬาจำเป็นต้องจับภาพจักรยานแข่งระดับมืออาชีพหลายรุ่นในแบบดิจิทัลในรูปแบบ 3D ความละเอียดสูงเพื่อใช้ในการออกแบบจักรยานแข่งที่มีอากาศพลศาสตร์สูง

◎ Solution：

Artec Leo, Artec Space Spider, Artec Studio, Geomagic Wrap

◎ Result：

รถแข่งหลายคันถูกจับในรูปแบบ 3D โดยใช้เครื่องสแกนมือถือระดับมืออาชีพ Artec Leo โมเดล 3D ที่แม่นยำรวมถึงรูปทรงเรขาคณิตที่แม่นยำของเฟรมและส่วนประกอบของจักรยานยนต์ทำงานร่วมกับข้อมูล 3D จากเครื่องสแกน 3D Artec Space Spider ที่แม่นยำเป็นพิเศษสำหรับการวิเคราะห์ FEA และ CFD เพื่อออกแบบรถแข่งที่เหนือกว่า ฉันสร้างมันขึ้นมา

พื้นหลัง

ในโลกของการปั่นจักรยานอาชีพและการปั่นจักรยานโอลิมปิก แรงต้านของอากาศเป็นอุปสรรคสำคัญ แต่การใช้เทคโนโลยีการสแกน 3D แบบใช้มือถือล่าสุดและการวิเคราะห์ CFD (Computational Fluid Dynamics) ที่ล้ำสมัย ความเชี่ยวชาญด้าน CAD และการคิดเชิงออกแบบ บริษัท Vortec ในสหราชอาณาจักร ร่วมกับวิศวกรของ WX-R เราได้สร้างจักรยานที่ตัดผ่านอากาศ และสร้างกระแสไปทั่ววงการจักรยานยนต์แล้ว

จักรยานแข่งขัน Vorteq WX-R

แรงต้านอากาศมากถึง 80% ที่จักรยานได้รับนั้นเกิดจากตัวรถ และอีก 20% ที่เหลือเกิดจากตัวจักรยาน แต่ตัวเลขนี้ไม่แน่นอน ตัวอย่างเช่น การสวมชุดสกินสูทของ Vortec ช่วยลดค่า CdA (ค่าสัมประสิทธิ์ของพื้นที่ x พื้นที่ลาก) ลงได้อย่างมากเมื่อเทียบกับชุดปั่นจักรยานปกติทำให้ร่างกายของผู้ขับขี่ปราศจากแรงต้านตามหลักอากาศพลศาสตร์มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ สมมติว่ามี ขั้นตอนต่อไปที่สมเหตุสมผลในการแสวงหาความเร็วสูงสุดคือการมุ่งเน้นไปที่การทำให้จักรยานเพรียวขึ้น การทำเช่นนี้สามารถประหยัดเวลาและพลังงานได้มาก

ตัวอย่างเช่น ในการแข่งขันไตรกีฬา 5 ชั่วโมง ความแตกต่างระหว่างจักรยานแอโรไดนามิกกับจักรยานแข่งทั่วไปหมายความว่าคุณเข้าเส้นชัยเร็วกว่าไม่กี่นาที แต่มีจักรยานที่เร็วกว่าและแข่งขันได้ดีกว่านักแข่งที่ยากที่สุดหรือไม่?

จักรยานแข่ง WX-R Vorteq

เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่ผู้ผลิตจักรยานแข่งพยายามทำให้เครื่องจักรของพวกเขาดีที่สุดเท่าที่จะทำได้บนยางมะตอย แต่หลาย ๆ คนก็ทำตามการออกแบบของคู่แข่ง
มีการใช้อุโมงค์ลมและการทดสอบ CFD เป็นครั้งคราว แต่พวกเขาละเลยแง่มุมที่สำคัญ เช่น ผู้ขับขี่และวิธีที่เขาขี่จักรยาน แต่นั่นคือข้อมูลที่สำคัญ

วิศวกรออกแบบที่ Vortec ซึ่งเป็นบริษัทในเครือ TotalSim ใช้ความเชี่ยวชาญด้าน CFD จาก Formula 1 และมอเตอร์สปอร์ตเป็นเวลาหลายปีเพื่อแก้ปัญหาความท้าทายด้านวิศวกรรมที่ยากที่สุดและมอบโซลูชันที่เหลือเชื่อแก่ลูกค้า ซึ่งเป็นผู้นำโลก โดยมีเป้าหมายในการสร้างจักรยานลู่วิ่งที่เร็วที่สุด

แฮนด์บาร์รุ่น Vortec Tokyo

ในขั้นแรกของโครงการ เราได้จับภาพจักรยานแข่งระดับมืออาชีพในแบบ 3D ด้วยความละเอียดสูง และจากแบบจำลอง 3D เราได้ทำการวิเคราะห์ CFD ล่าสุด การทดลองในอุโมงค์ลม และการวิเคราะห์จลนพลศาสตร์ของเจ้าของจักรยาน

Artec Leo เป็นเครื่องสแกน 3D แบบพกพาระดับมืออาชีพที่ตรงกับความต้องการทั้งหมดสำหรับความแม่นยำ, ความเร็วในการจับภาพ และความสามารถไร้สาย เครื่องสแกน 3D แบบไม่ต้องใช้สายเคเบิลที่ยอดเยี่ยมนี้สามารถจับภาพวัตถุขนาดกลางด้วยสีที่สวยงาม
Artec Leo ได้รับการแนะนำและจัดหาโดย Artec Ambassador Central Scanning to Vortec สามารถจับภาพรถแข่งระดับมืออาชีพได้อย่างเต็มที่ภายในเวลาไม่ถึงนาที

เครื่องสแกน 3D ไร้สาย Artec Leo

Alex Chun จาก Central Scanning กล่าวว่า: “TotalSim ซึ่งเป็นบริษัทแม่ของ Vortec ได้ซื้อ Artec Leo เครื่องแรกในสหราชอาณาจักรในเดือนมกราคม 2019 และเทคโนโลยีของพวกเขาได้รับการพัฒนาตั้งแต่นั้นมา Vortec เป็นผู้ใช้ Artec ที่มีประสบการณ์ บริษัทใช้ประโยชน์จากความเร็ว, การพกพา และความสามารถในการใช้งานที่เพิ่มขึ้นของ Artec Leo ในทันที เปลี่ยนขั้นตอนการออกแบบสกินสูทอย่างสิ้นเชิง จับภาพ 3D ด้วย Artec Leo และตอนนี้โครงการ Vorteq WX-R ใช้ประโยชน์จากการทำงานร่วมกันของพลังการสแกนและความยืดหยุ่นที่ไม่มีใครเทียบได้ของ Artec Leo เพื่อสร้างผลงานที่น่าทึ่งอย่างแท้จริง และ Central Scanning ภูมิใจที่ได้สนับสนุน TotalSim และ Vortec ในฐานะพันธมิตรด้านนวัตกรรม”

การสแกน 3D ของผู้ขับขี่และจักรยานในอุโมงค์ลม SSEH กับ Artec Leo

Sam Quilter วิศวกรมาตรวิทยาของ Vortec กล่าวว่า “เราใช้ Leo ในการสแกนจักรยานที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้โมเดลดิจิทัลที่แม่นยำแล้วเปรียบเทียบในระบบ CFD ของเราเพื่อดูความแตกต่างของแรงต้านอากาศ หลังจากนั้นเราได้ทำการปรับโครงสร้างและเปลี่ยนแปลง โมเดล 3D เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ ดังนั้นเราจึงสามารถดึงสิ่งที่ดีที่สุดจากจักรยานหลายคันและรวมไว้ในการออกแบบเดียว”

คุณ Quilter “เราได้วิเคราะห์ผู้ขับขี่จักรยานยนต์เหล่านี้ภายในอุโมงค์ลมที่ Silverstone (SSEH) เพื่อดูว่าพวกเขาลดกำลังลงอย่างไรและส่งผลกระทบต่อจักรยานยนต์โดยรวมอย่างไร การทำเช่นนี้ได้กลายเป็นปัจจัยสำคัญในการออกแบบจักรยานสมัยใหม่”

ในระหว่างขั้นตอนการพัฒนาขั้นกลาง จักรยานของนักขี่แต่ละคนจะถูกยึดเข้ากับอุปกรณ์ที่ติดตั้ง และโหลดในระดับต่าง ๆ ที่ข้อเหวี่ยง ในการทำเช่นนี้ เราได้เพิ่มการบิดเบี้ยวให้กับเฟรมและตรวจสอบว่ามีการโก่งตัวและงอมากน้อยเพียงใด สิ่งนี้ไปจนถึงการสร้างกำลังสูงสุดเพื่อสร้างปรากฏการณ์ทางกายภาพของแรงบิดที่ส่งจากคันเหยียบไปยังข้อเหวี่ยงไปยังเพลาล้อ จากนั้นคุณสามารถใช้เครื่องสแกน 3D Artec Space Spider เพื่อจับภาพเฟรมของจักรยานยนต์ได้อย่างแม่นยำ และจากการสแกนนั้น คุณจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าเฟรมมีการงอที่ตำแหน่งใดและอย่างไร
เฟรมที่เราสแกนเป็นคาร์บอนไฟเบอร์ทั้งหมด ดังนั้นคาดว่าจะมีการโค้งงอบ้าง เรารู้จากความคิดเห็นของผู้ขับขี่ว่าผู้ขับขี่รักจักรยานยนต์ของตนและมีความคล่องตัวและการตอบสนองในระดับที่สูงขึ้น ดังนั้นเราจึงต้องการวัดค่านี้ อย่างไรก็ตาม กำลังที่ใช้จากล้อจะถูกดูดซับโดยเฟรม และรับพลังงานจากผู้ขี่ ฉันจึงต้องหาว่าเกิดการโก่งตัวที่ใด

แท่นยึดอาน Vorteq Tokyo

Quilter และทีม Vortec ได้สร้างเวิร์กโฟลว์ที่ไม่เหมือนใครสำหรับการประมวลผลการสแกนจาก Artec Leo นำเข้าการสแกนไปยังซอฟต์แวร์หลังการประมวลผลของ Artec Studio เพื่อให้แน่ใจว่าทุกอย่างถูกต้อง ฉันไม่เคยมีปัญหา ณ จุดนี้ แต่ฉันจะลองดูอย่างรวดเร็ว หลังจากนั้น ให้ใช้เครื่องมือยางลบเพื่อลบข้อมูลที่ไม่จำเป็นและจัดแนวภาพหลายภาพโดยอัตโนมัติ
เมื่อแปลงจากพอยต์คลาวด์เป็นเมช ในกรณีของชิ้นส่วนและโครงสร้างที่แข็ง การประกบที่เฉียบคมที่สามารถทำให้ขอบโดดเด่น เมื่อประมวลผลการสแกนร่างกายสำหรับชุดสกินนี่ ระบบจะใช้การประกบที่ราบรื่นเพื่อพิจารณารูปร่างตามธรรมชาติของร่างกายมนุษย์
การประกบที่เฉียบคมสามารถรักษารายละเอียดทางเรขาคณิตที่ซับซ้อนทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับรุ่นจักรยานได้ จากนั้นส่งออกไปยัง Geomagic Wrap เป็นไฟล์ OBJ และทำตามขั้นตอนการแก้ไขบางอย่าง

ล้อหน้า Vorteq Tokyo 4 ก้าน

จากขั้นตอนการวิจัยและพัฒนา Vortec ได้ร่วมมือกับ Werks ผู้ผลิตรถจักรยานยนต์สัญชาติอังกฤษ

Vorteq WX-R ถูกใช้ในการแข่งขันแล้วและใช้ในการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกที่โตเกียว ในการแข่งขัน World Cycling Championships Track Race เขามีส่วนช่วยในการคว้าเหรียญรางวัล 2 เหรียญ, สถิติตลอดชีพ 3 รายการ, สถิติระดับชาติ 2 รายการ และสถิติใหม่ของเอเชีย

Azizulhasni Awang ชนะการแข่งขัน Vorteq WX-R ในการแข่งขันจักรยานชิงแชมป์โลกปี 2020 ที่กรุงเบอร์ลิน

นอกเหนือจากการสร้างสกินสูทและลู่ปั่นจักรยานที่เร็วที่สุดในโลกแล้ว Vortec ยังให้บริการสแกน 3D ที่เกี่ยวข้องกับการปั่นจักรยานโดยใช้เครื่องสแกน Artec Leo และ Spider จากสำนักงานในสหราชอาณาจักรหรือที่ใด ๆ ในโลก