先临三维3D扫描仪助力德国高校电动飞机研发构建数字孪生模型

在全球追求可持续交通与绿色航空的趋势下，电动飞机以其零排放、低噪音的潜力，成为航空业脱碳与创新的前沿焦点。然而，要实现电动飞机的商业化应用，仍需在多个性能指标上实现技术突破。

德国亚琛应用技术大学正致力于攻克这一难题，他们通过先临三维的三维扫描技术，构建高精度的飞机数字模型，为电动飞机的深度优化铺设一条数据驱动的新跑道。

大尺寸工件复杂曲面测量困境

在飞机设计过程中，螺旋桨、机翼、襟翼等关键部件的几何形态直接影响飞行性能和噪声水平。为了进行精确的气动仿真与声学分析，研究团队需要获取这些部件的完整三维数据，尤其是螺旋桨叶片复杂曲面的形状。

面对具备复杂曲面的大尺寸航空部件，传统的手工测量方式难以满足精度要求，而三坐标等量具无法在现场快速完成测量。因此，亟需一种既能保证测量精度，又具备高度灵活性的三维数据采集方案。

为此，亚琛应用技术大学联合先临三维，引入FreeScan Trak Nova双核无线跟踪激光三维扫描系统。这款设备扫描过程中无需粘贴标志点，且采用无线设计，摆脱电缆束缚，能够实现0.02毫米的测量精度，完美匹配项目对精度与灵活性的双重需求。其碳纤维材质打造的轻量化机身，扫描头仅重1.3KG，为现场操作提供了极大便利。

从数据获取到模拟仿真的高效流程

双核模式兼顾精度和效率：FreeScan Trak Nova创新性地融合了便携式跟踪三维扫描与大幅面激光手持三维扫描两种模式，在电动飞机的扫描任务中，可以先使用大幅面激光手持三维扫描快速获取全局数据，再使用便携式跟踪三维扫描完善局部细节特征，两次扫描的数据可以自动融合。如此能够同时满足大型工件三维数据获取时效率要求和细节精细还原需求。

FreeScan Trak Nova的跟踪仪可以单独作为手持三维扫描仪使用，最大扫描幅面达2.6m×2.2m，快速获取电动飞机的全局三维数据。

FreeScan Trak Nova作为便携式无线跟踪激光三维扫描系统，无需粘贴标志点且小巧灵活，在驾驶舱等有限空间内能够更加便携地完成测量任务。

无线设计实现灵活作业：FreeScan Trak Nova的无线设计让研究人员可自由环绕飞机移动，完整获取机身、螺旋桨、机翼及襟翼等关键部件三维数据。对于螺旋桨叶片的复杂曲面，设备以610万点/秒的扫描速度快速捕捉细节，整个过程十分便捷高效。

数据无缝衔接仿真流程：扫描获取的点云数据可直接导入CAD软件及仿真工具，包括亚琛应用技术大学自主研发的PropCODE软件，以及行业通用的CFD仿真工具。相比以往基于理想化模型的仿真方式，基于真实几何数据的仿真结果更加贴近现实状态，有效提升了预测的准确性。

高精度三维扫描技术的应用价值

亚琛应用技术大学通过三维扫描获取电动飞机的高精度3D模型，其价值远不止于单次设计优化，研究团队借此实现了多方面突破：

• 构建精准数字孪生：为电动飞机原型创建了一个精确的数字复制品。这个数字孪生体不仅是用于仿真的模型，更是一个可随实体飞机同步“成长”的动态档案。研究人员能够持续追踪实体飞机发生的物理变化，为未来测试、检修或重新设计提供参考基础。
• 实现高效验证与改进：对于后续设计优化或维修调整的效果，研究团队可通过数字对比进行量化验证，无需完全依赖成本高昂且周期漫长的物理风洞测试。
• 支撑可持续创新研发：基于持续更新的高精度数字模型，研究团队可以不断开发和测试面向可持续飞行的新设计、新材料方案，形成“设计-扫描-仿真-优化”的闭环研发流程。

FreeScan Trak Nova以高精度、高效率、便携性等优势，打破了传统测量方式的局限，将电动飞机的物理实体转化为可深度分析、迭代优化的数字资产。亚琛应用技术大学的实践，印证了先临三维的高精度三维扫描技术在民用航空研发领域的价值。先临三维也将继续以技术创新为驱动，助力全球航空产业迈向更加智能、绿色、高效的未来。