三維掃描和檢測增加了美軍防彈衣測試的置信度（網(wǎng)上拷貝）

廣州粵研鐘彥華

發(fā)布時間：2017-11-29

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美國軍方使用FaroArm量子掃描儀和Geomagic Control三維檢測軟件,，將其防彈衣測試結(jié)果的不確定性降低了十倍(與先前的卡尺測量相比),。根據(jù)應(yīng)用科學(xué)測試部門首長克雷格•邁澤的說法,，該軟件大大地提高了置信度,。

“我們需要我們的供應(yīng)商能夠提供最好的測試結(jié)果,，以確保成功性,，”邁澤說道,�,！暗�最為重要的是，我們想在��(zhàn)場上拯救更多士兵的生命,�,！�

術(shù)語“置信度”曾被視為一個很模糊的表達(dá)。但當(dāng)其用于馬里蘭州美國軍方的亞伯丁試驗中心的防彈衣測試時,，這個術(shù)語表達(dá)就變得很真實了,。

美國軍方使用FaroArm量子掃描儀和Geomagic Control三維檢測軟件，將其防彈衣測試結(jié)果的不確定性降低了十倍(與先前的卡尺測量相比),。根據(jù)應(yīng)用科學(xué)測試部門首長克雷格•邁澤的說法,，該軟件大大地提高了置信度。

“我們的準(zhǔn)確度現(xiàn)在大大提高了,，”邁澤說道,。“我們在測試流程中采用了人性化決策,。當(dāng)前的測試流程已消除了不確定性根源,，測試結(jié)果穩(wěn)健且可重復(fù)�,！�

當(dāng)您所測試的產(chǎn)品是用來保護(hù)武裝攻擊下的美國士兵的生命時,，精確度就是一件很嚴(yán)肅的事情了。重要的是還要確保用戶從我們的測試中得到最大的好處,。

“我們需要我們的供應(yīng)商能夠提供最好的測試結(jié)果,，以確保成功性，”邁澤說道,�,！暗�最為重要的是，我們想在��(zhàn)場上拯救更多士兵的生命�,！�

一場荷槍實彈的舞臺劇

防彈衣測試就像一場荷槍實彈的舞臺劇,。精心編排的動作出現(xiàn)于30-45分鐘的時間窗內(nèi)。失效時間很大程度上由用作人體軀干替身的陶泥決定,。若陶泥暴露的時間太長,，則會失去背面變形精確測量所需的彈性。

一開始我們需要將陶泥框加熱至103華氏度,。陶泥用于展現(xiàn)與人體軀干類似的沖擊特性,。陶泥上會進(jìn)行鑲飾，以便其適當(dāng)彎曲符合防彈衣的輪廓曲線,。

將防彈板綁在陶泥身上之前,，會使用FaroArm量子掃描儀進(jìn)行預(yù)掃描，以得到參考數(shù)據(jù),。FaroArm量子掃描儀是一款安裝在關(guān)節(jié)臂上的三維激光掃描儀,。它可以在幾分鐘的時間內(nèi)捕捉到陶泥表面的情況，精確度達(dá)到.018毫米(根據(jù)Faro的說法,，該精確度為人體毛發(fā)寬度的五分之一),。

FaroArm量子掃描儀的數(shù)據(jù)會先存放到筆記本電腦上，然后傳輸至射程之外的工作站,，方便我們立即采用Geomagic Control三維檢測軟件對其進(jìn)行處理,。Geomagic Control三維檢測軟件在全球范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，可有效節(jié)省時間,，提升首件檢驗,、制程檢驗、車間檢驗,、趨勢分析,、二維和三維尺寸標(biāo)注，以及自動測報的準(zhǔn)確度,。

預(yù)掃描數(shù)據(jù)存儲完畢時,，將防彈衣放在陶泥上，將掃描設(shè)備移到旁邊,，開第一槍進(jìn)行測試,。防彈衣脫落，掃描儀立即彈出捕捉重要的背面變形數(shù)據(jù),，然后將后掃描數(shù)據(jù)傳送至工作站,，采用Geomagic Control三維檢測軟件對其進(jìn)行處理，并將其與預(yù)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,。

自動化加快了測試過程

Geomagic Control三維檢測軟件的很多關(guān)鍵步驟都可以自動化進(jìn)行了,，包括多項掃描的登記和合并、掃描噪音清除、數(shù)據(jù)修勻,、漏洞填補,，以及將點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成高度精確的三維曲面模型等。來自ATC的杰夫·胡貝爾編寫的宏命令進(jìn)一步加快了測試流程,，此類宏命令可應(yīng)用于Geomagic Control三維檢測軟件,，將防彈衣的具體測試任務(wù)簡單化。

根據(jù)胡貝爾的說法,，掃描過程只需花費三到五分鐘,，處理每一槍的結(jié)果只需要一分鐘左右的時間。

可在阿伯丁設(shè)備上對防彈衣的軟硬部件(防彈背心和防彈板)進(jìn)行測試,。對較硬的防彈板進(jìn)行測試時，一般只需要開幾槍就行了;對較軟的防彈背心進(jìn)行測試時,，也需要射擊幾槍,，其中兩槍用于正式測量。

防彈衣的軟硬部件一般需要經(jīng)過兩類測試：一種是生產(chǎn)類產(chǎn)品的首件檢測;另一種是檢測仍在開發(fā)中的產(chǎn)品的材料和屬性的有效性,。

在首件檢測中,，開完第一槍之后，若測試結(jié)果顯示背面變形程度超過了性能標(biāo)準(zhǔn),，則可停止測試,。

我們的測試準(zhǔn)確度開創(chuàng)行業(yè)先河

ATC測試流程的速度之快令人印象深刻，但準(zhǔn)確度才是美國軍方最為看重的,，其準(zhǔn)確度之高已開創(chuàng)行業(yè)先河,。

“原先使用游標(biāo)卡尺的深度調(diào)節(jié)桿進(jìn)行檢測的方法只能捕捉到一個點的數(shù)據(jù)，”胡貝爾說道,�,！艾F(xiàn)在我們可以表征整個曲面，并將數(shù)字化文件進(jìn)行存檔,，用于未來隨時進(jìn)行進(jìn)一步分析,。”

根據(jù)ATC實驗室測試,，測試結(jié)果的不確定性閾值已經(jīng)提高了十倍,，從游標(biāo)卡尺的2毫米提升至三維掃描和處理方法的0.2毫米。

使用Geomagic Control三維檢測軟件還可在自動報告程序中生成預(yù)掃描數(shù)據(jù)和后掃描數(shù)據(jù)的三維對比結(jié)果,，該對比結(jié)果還可自動發(fā)送至陸軍項目管理辦公室用于進(jìn)一步分析,。此類測試結(jié)果還可與其它研究結(jié)合，幫助我們更好地理解槍彈沖擊對人體的影響,，了解保護(hù)士兵身體不受槍彈沖擊影響的方法,。

“我們已大大提高了與人體組織損傷有關(guān)的重要背面變形測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，”邁澤說道�,！斑@有益于我們的承包商開發(fā)更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品,，最重要的是可以保護(hù)那些處于危險境地的士兵的生命�,！�

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