頭盔作為保護(hù)頭部安全的重要裝備，在各種運(yùn)動和工業(yè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。為了提高頭盔的防護(hù)性能，科學(xué)家們一直致力于研究頭盔在受到?jīng)_擊時的受力情況。近年來，隨著三維掃描技術(shù)的快速發(fā)展，該技術(shù)已經(jīng)成為頭盔受力研究的重要手段之一。CASAIM致力于研究應(yīng)用三維掃描技術(shù)，本期將探討三維掃描技術(shù)在頭盔受力研究中的應(yīng)用及其優(yōu)勢特點(diǎn)。GZET,AC,CN

CASAIM的一款高性能手持式激光三維掃描儀，該掃描儀采用先進(jìn)的激光三角測量原理，能夠快速、準(zhǔn)確地捕捉被掃描物體的幾何形狀和尺寸信息。具有以下顯著優(yōu)勢：

高精度：該手持式激光三維掃描儀具有極高的測量精度，能夠捕捉到微小的細(xì)節(jié)和復(fù)雜的表面特征，為頭盔受力研究提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

高效率：手持式激光三維掃描儀采用高速激光掃描技術(shù)，能夠在短時間內(nèi)完成大型或復(fù)雜物體的掃描任務(wù)，大大提高了研究效率。

便攜性：作為一款手持式三維掃描儀，體積小巧、重量輕，方便攜帶和操作，適合在各種環(huán)境下進(jìn)行現(xiàn)場測量。

易用性：該掃描儀配備了直觀的操作界面和友好的用戶體驗(yàn)，使得操作者能夠快速上手并熟練掌握其使用方法。

三維掃描在頭盔受力研究中的應(yīng)用

頭盔模型建立：首先，利用CASAIM手持式激光三維掃描儀對頭盔進(jìn)行全方位、無死角的掃描，獲取頭盔的三維幾何數(shù)據(jù)。然后，利用專業(yè)的三維建模軟件對掃描得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和優(yōu)化，建立出精確的頭盔三維模型。

仿真分析：基于建立的頭盔三維模型，利用有限元分析軟件對頭盔在受到?jīng)_擊時的受力情況進(jìn)行仿真模擬。通過仿真分析，可以直觀地了解頭盔在受到?jīng)_擊時的變形程度、應(yīng)力分布以及能量吸收情況等關(guān)鍵信息。

優(yōu)化設(shè)計：根據(jù)仿真分析結(jié)果，針對頭盔的結(jié)構(gòu)和材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，以提高頭盔的防護(hù)性能。例如，可以通過調(diào)整頭盔的形狀、增加加強(qiáng)筋等方式來改善頭盔的受力性能；同時，也可以嘗試使用新型高性能材料來替代傳統(tǒng)材料，進(jìn)一步提高頭盔的防護(hù)效果。

設(shè)計好模型后，采用了3D打印方式來快速驗(yàn)證手板模型在適配性方面的應(yīng)用，3D打印有時效性好，成本低，精度好等特點(diǎn)，同時加工不受曲面限制，可以更大程度還原原設(shè)計曲面。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：最后，將優(yōu)化后的頭盔樣品進(jìn)行實(shí)際沖擊實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過對比實(shí)驗(yàn)前后頭盔的受力情況和防護(hù)效果，可以評估優(yōu)化設(shè)計的有效性和實(shí)用性。同時，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也可以為后續(xù)的研究提供寶貴的參考依據(jù)。

通過本文的闡述可見，手持式激光三維掃描儀在頭盔受力研究中發(fā)揮了重要作用。該掃描儀憑借其高精度、高效率、便攜性和易用性等優(yōu)勢特點(diǎn)為頭盔的三維建模、仿真分析和優(yōu)化設(shè)計提供了有力支持。3D打印的快速手板驗(yàn)證也更多給了實(shí)現(xiàn)技術(shù)的便捷性。未來隨著三維掃描技術(shù)和3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展和完善以及新型高性能材料的不斷涌現(xiàn)相信我們會看到更加安全舒適且性能卓越的頭盔問世為人類的健康與安全保駕護(hù)航。

審核編輯 黃宇