全球动力供应商康明斯：逆向工程结合增材制造，1952年的赛车速度提升了50%

1952年，康明斯 #28柴油专用发动机特别版以历史上最快的单圈速度夺得印第安纳波利斯500英里大奖赛（Indy 500）的杆位，震惊了赛车界。这一壮举，加上赛车的许多其他创新，使它在赛车历史上赢得了一个显赫的地位。
 

65年后，经典的 #28赛车 受邀参加英国古德伍德速度节 ，与数百辆现代和传统汽车一起参加了传说中的 Goodwood Hillclimb 爬坡赛 。康明斯的工程师们在准备28号赛车时发现水泵被腐蚀得很厉害，很可能无法修复。如果想让这辆28号赛车正常行驶到古德伍德，它就需要一个新的水泵。
 

原始水泵是专为28号赛车特别设计的，这意味着没有任何生产配件符合要求。 更为复杂的是，他们不得不在几周内装运28号赛车，这排除了传统的砂型铸造方法，不能实行替换零件，因为预计交货期为10周。 然而，康明斯的工程师们转而使用 Oqton 公司的逆向工程软件 Geomagic Design X 和 三维计量检测软件 Control X ，结合3D Systems公司的ProX DMP 320金属3D打印机，由3D金属打印服务商3rd Dimension Industrial 3D Printing乘印。

新水泵只用了三天就3D打印完成了，整个过程耗时5周，比计划整整提前了5周。

1952年康明斯#28以历史最快单圈速度夺得印第安纳波利斯500英里大奖赛（Indy 500）

载入赛车史的一页

#28赛车 是第一辆配备涡轮增压器的印地500赛车，也是第一辆使用风洞设计了更具空气动力学特性车身的赛车。它在排位赛中康明斯Diesel Special以每小时138.010英里的四圈平均成绩夺得杆位并创下单圈记录。

自1952年这个重要性的比赛后，28号赛车已在印第安纳波利斯汽车高速博物馆和康明斯公司办公楼展出。1969年，为了纪念康明斯50周年庆典，比赛开始前，28号赛车在印地赛道上跑了一圈。28号赛车参与的最后一次比赛是在20世纪90年代末的古德伍德速度节上。

X15发动机的设计和开发负责人、康明斯老爷车与修复团队成员Greg Haines说：“当我们准备让28号赛车在近20年后再次跑起来时，我们注意到水泵上有严重的点蚀和腐蚀。在一些地方，外壳坑坑洼洼，只有覆盖在外壳上的矿质沉淀物才能防止渗漏。如果我们要履行在古德伍德开车的承诺，我们就需要一个新的水泵壳体。”

原水泵出现严重点蚀和腐蚀

三维扫描

康明斯的工程师们用CT扫描仪扫描旧泵外壳。他们选择了一台CT扫描仪，因为泵内有许多凹槽和其他内部几何形状，而这些都是用激光扫描仪或其他成像工具无法捕捉到的。

康明斯柴油特别版赛车的旧水泵扫描图，较暗区域显示严重腐蚀

三维检测

为了在工作继续推进之前验证扫描数据的准确性，工程师们将CT扫描仪生成的点云数据导入Geomagic Control X 检测和计量软件中，他们将泵的内部和外部几何结构分离并对齐。

康明斯公司高级系统设计CAD模型大师团队负责人Chris George说：“对于这样的项目，我们通常会将内部蜗壳几何结构与主体分离开来，这样我们就可以将其作为核心建模，并与点云数据进行对比，以确保我们所有的工作都是准确的。”

在Geomagic Control X 软件进行水泵检测分析

Oqton 的 Geomagic 软件为处理和检查扫描数据并将其转换为实体模型提供了完整的解决方案。

Chris George

康明斯公司高级系统设计CAD模型大师团队负责人

逆向工程

凭借良好的扫描几何学，康明斯利用 Geomagic Design X 逆向工程软件将点云转换为参数实体模型，并执行CAD建模偏差检查。这些检查有助于康明斯团队确定叶轮和传动轴的正确装配尺寸，以及最终如何将所有部件装配和密封在一起。

当他们对替换件进行三维建模时，考虑到扫描泵的物理损坏，康明斯团队利用Geomagic Design X 的正逆向功能，做出明智的决定，实现最终的功能模型。

在Geomagic Design X 中水泵CAD模型与扫描数据的比较

工程设计

根据George的说法，康明斯使用 Geomagic Control X 和 Geomagic Design X 作为其点云操作的主要软件。“Geomagic软件为处理和检测扫描数据并将其转换为实体模型提供了完整的解决方案，”他说。“我们在我们所做的每一个逆向工程项目中都使用它们，通常需要几何校正、结构和流的有限元分析，以及向工程客户提供从模型到扫描的比较报告。”

在Creo中进行新泵的设计

3D打印

然后，他们将这个文件发送给3rd Dimension公司，他们对其进行清理、分析，以获得最佳的打印方向，并为稳定的打印设计支撑。3rd Dimension工程师对部件进行进一步切片和填充设计，以确定激光在构建过程中的运动。

虽然，原始水泵外壳为减轻重量是用镁制成的，但是镁在长期暴露于水和冷却剂后易受腐蚀，这是康明斯试图解决的问题的一个重要因素。因此，3rd Dimension公司在ProX DMP 320金属3D打印机上使用LaserForm 316-L不锈钢材料制造最终部件。

在收到水泵几何体的3D文件后仅三天，3rd Dimension公司就给康明斯寄来了完成的水泵外壳。

带叶轮组件的新型3D打印水泵

再创赛车历史

外壳与其他泵组件完美匹配，并在超过六次古德伍德爬坡赛中提供了如新的性能。就像在印地赛车上一样，28号赛车在古德伍德让车迷们激动不已，并被《汽车与驾驶者》杂志评为"2017古德伍德速度节上我们看到的10件最棒的事情之一"。

康明斯#28柴油专用发动机特别版赛车在2017年古德伍德速度节上精彩亮相

同时，与1969年康明斯50周年纪念活动一样，为了纪念康明斯成立100周年，在2019年印地500大奖赛开始前，28号赛车在赛道周围进行了一圈游行，以此来庆祝康明斯成立100周年。