1、中文 3750 字， 2400 英文单词， 12500 英文字符 文献出处： Islam M T, Abdullah A B, Zihad M. Reverse engineering of B-pillar with 3D optical scanning for manufacturing of non-uniform thickness partC/ Matec Web Conf. 2017. 使用三维激光扫描技术对 B 柱进行逆向工程设 计以制造厚度不均匀的零件 Md. Tasbirul Islam, A.B. Abdullah, and Mohamad Zih
2、ad Mahmud 摘要 本文介绍了一种复杂的汽车结构件 B 柱的逆向工程。作为汽车车身的 主要部分， BiW 由于其各部分的可变厚度而具有大量减重的机会。为了充分利用 这种潜能，可以通过对现有的 B柱采用 3D光学扫描仪扫描和计算机辅助设计（ CAD） 来进行逆向工程设计。 首先，通过扫描仪获得 B 柱的点云数据，然后将这些数据 信息用于开发完整的 3D （ CAD）模型。 CATIA V5 被用于建模中，其中一些重要的 工作台是 “ 形状数字化编辑器 ” ， “ 表面快速重建 ” ， “ 线框和表面设计 ” ，“ 自
3、 由式 ” ， “ 形状生成设计 ” 和 “ 零件设计 ” 。 在最终的 CAD 设计中，成功引入了 五种不同的厚度以获得具有不均匀截面的 B 柱。 这项研究为实时制造中的厚度优 化和模具设计提供了可能。 1.介绍 大部分汽车制造商一直致力于生产轻型车辆，以持续遵守严格的规定：减少 温室气体排放和提高燃料效率。 在车辆的各种系统中， BiW 被认为是最重要的部 分，占车辆重量的大约 30，并且具有减轻整车重量的巨大潜力。 图 1 显示了系 统和组件对车辆重量的细分
4、。 由于 BiW 具有这样的功能，并且对结构完整性高度 敏感，因此它是唯一一个在汽车减重技术研究中被广泛研究、设计和分析的系统。 BiW 系统的重要组成部分是客车车架、横梁、侧梁、车顶结构、前端结构、车身 底板结构和面板。 图 1.系统和部件的车辆重量损失 BiW 主要由薄壁结构部件组成，这些部件通过冲压厚度均匀的传统金属板材 来制造。另一方面，厚度不均匀部分被认为是减少汽车零件重量的最有效方法 之一。 在车辆中所有结构中最复杂的 B 柱位于 BiW 系统中前门和后门的隔间之间。 &nb
5、sp;一般来说，它涵盖了乘客安全带的电线和连接点，还提供了抗侧向或屋顶冲击的 结构支撑。 图 2 显示了客车中的 B 柱。 为了侧面碰撞安全， B 柱是 BiW 中的主要结 构部件。 同时具有这两种特性（即首先作为 BiW 的一部分而具有减重机会，其次 对车辆的结构完整性至关重要）， B 柱必须保持最佳设计 ; 这使得 B 柱成为 BiW 系 统的重要组成部分之一，具有极大的研究潜力。 图 2.典型轿车中的 B 柱部件 此外，得益于传统的材料选择和优化技术， B 柱的制造工艺正在涉及一些
6、有 前途的方法，例如定制轧制毛坯（ TRB）和拼焊板（ TWB），其中 B 柱的不同部分 具有非圆形截面，不均匀的厚度，旨在减轻重量。 值得一提的是， TWB 是一种先 进的制造技术，它由激光焊接的钣 金组成，在单个工件内具有不同的厚度和材料 特征。 另一方面，在 TRB 中，通过柔性轧制操作，可以在薄板的厚薄之间实现连 续的厚度过渡，厚度变化是通过调整辊缝获得的。 Hyrcza-Michalska等进行的研 究（ 2010）发现，使用 TWB 作为 B 柱，与传统的零件厚度相比，重量减少 16。
7、另 一方面，当采用 TRB 技术时，发现每侧可以减少 2 千克的重量。比如新宝马 X5 轿车 B 柱的厚度不同。另一项研究发现，由 8 种不同厚度的 TRB技术制成的 B 柱的重量达 到了 7 公斤以上，与具有均匀厚度的传统 B柱设计相比，总重量可节省 1.3 千克。很 明显，不同的 BiW 系统，特别是 B 柱中的厚度变化显著地有助于车辆的整体重量减 轻。 尽管具有这样的竞争优势，但这些技术必须遵循两个步骤，制造零件需要大 量的时间和精力。 例如， TRB 注入 B 柱制造。 首先， TRB 通过控制轧辊间隙来实现 轧制过程，从而产生不同的厚度；之后，在 TRB 上进行直接热冲压和快速冷却， 然后对最终部件进行激光和刀具修整。因此，为了减少制造时间和工作量，该 研究提出，通过冷成形操作及单个制造工艺来进行 B 柱的开发，其中将 B 柱部分的 不均匀厚度结合到成形操作的工装设计。假定最小化后续的制造工艺。
