3D-Scanner von Artec Schnellere Umbauarbeiten dank 3D-Scanner

Redakteur: Silvano Böni

Geländescans, Polizei- und Rettungseinsätze oder Brandschutzmassnahmen sind nur einige Beispiele für spezialisierte Einsätze von Hubschraubern. Die Vorteile dieser Fluggeräte liegen dabei auf der Hand – die notwendigen Umbaumassnahmen, um Helikopter für diese Arten von Spezialeinsätzen einsetzen zu können, sind jedoch kaum bekannt.

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Kam für die Detailaufnahmen zum Einsatz: Der 3D-Scanner Space Spider von Artec.
Kam für die Detailaufnahmen zum Einsatz: Der 3D-Scanner Space Spider von Artec.
(Bild: Artec)

Das japanische Unternehmen Tech Strake ist spezialisiert auf die Anpassung von Flug­geräten. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Individualisierung von Flugzeugen und Hubschraubern, um diese technologisch auf hochgradig spezialisierte Einsatzgebiete vorzubereiten. So auch beim aktuellen Fall der Nachrüstung eines Helikopters mit einer schräg nach unten ausgerichteten Kamera, um Luftaufnahmen von der Umgebung zu machen. Bei den Umbaumassnahmen, die den Helikopter zu Rettungseinsätzen und zur Umweltüberwachung befähigen, wurde modernste 3D-Scantechnologie von Artec 3D eingesetzt.

Scanvorgang optimiert Arbeitsabläufe

Um trotz Anbauten sicherzustellen, dass der Helikopter auch nach den Umbauarbeiten das gewünschte Flugverhalten aufweist, und um eine sichere und feste Verbindung mit dem Flugkörper zu gewährleisten, sind ein hohes Mass an Detailgenauigkeit und zahlreiche Anpassungen erforderlich. Geschehen hier Fehler hinsichtlich der Berechnung des Gewichts oder bei der Montage, kann dies im späteren Betrieb die Flugsicherheit gefährden und im schlimmsten Fall zum Absturz des Helikopters führen.

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Bei Tech Strake entschied man sich daher für die Zusammenarbeit mit DataDesign Co., Ltd., einem Distributor und Partner von Artec 3D, um modernste 3D-Scantechnologie einzusetzen. Aufgrund der Kombination aus hochspezifischen Teilen und einem grossen Oberflächenbereich, der am Helikopterrumpf zu scannen war, entschieden sich die Verantwortlichen dazu, auf die handgeführten 3D-Scanner Artec Space Spider und Artec Eva zu setzen. Dabei kam letztgenannter zur Erfassung des gesamten Rumpfes zum Einsatz, Artec Space Spider wurde hingegen zur Erstellung von Detailaufnahmen eingesetzt.

Für das Arbeitsgebiet von Tech Strake ist 3D-Scannen unerlässlich, denn Spezialisierung und Exaktheit sind grundlegender Teil der Tätigkeit. So auch bei der Herstellung von Einzelstücken wie Halterungen, Gestellen oder Vorrichtungen für Hubschrauber. Oder, wie in diesem Fall, bei der Spezial­anfertigung einer Kamerahalterung.

«3D-Scannen ist für die Erstellung kundenspezifischer Objekte unerlässlich», erklärt Masakazu Hikichi, CEO bei Tech Strake. «Der grösste Vorteil liegt in der Genauigkeit, die wir bei der Messung komplizierter Oberflächen erreichen können, etwa bei sehr kleinen Teilen. Diese müssen generell exakt vermessen werden, um später eine präzise Einpassung zu ermöglichen.» Dies sei ohne 3D-Scannen nur sehr schwer möglich und resultiere in einem grossen Zeitverlust bei der Herstellung von Teilen. Unter Umständen passen diese später nicht richtig und dann sei eine Menge Nacharbeit nötig.

Unter Zuhilfenahme dieser tragbaren und hochpräzisen Scanlösungen konnten die Scanarbeiten innerhalb und ausserhalb des Helikopters in weniger als zehn Stunden abgeschlossen werden – inklusive der Einrichtung, die für das Scannen der Innen- und Aussenseite des Helikopters erforderlich war.

Beschleunigte Datenverarbeitung und Produktion wegweisend für künftige Projekte

Nach der Erfassung der 3D-Scans und dem Upload der Rohdaten erfolgte mittels der Software Artec Studio die Nachbearbeitung der generierten Daten. Dabei wurde das gesammelte Material an zahlreichen Stellen optimiert: Ausrichtung, Löschen unerwünschter Geometrien, Rauschentfernung und scharfe Fusionierung. Im nächsten Arbeitsschritt wurde jeder Datensatz synthetisiert, mit Geomagic Design X in CAD-Daten umgewandelt und dann mit Solidworks die Halterung konstruiert. Schliesslich wurde das Modell der neu konstruierten Kamerahalterung in bearbeitbare Daten umgewandelt.

Während man vor dem Einsatz der Artec-Scanner auf manuelle Messungen mit Messschiebern und Abformungen mit Gips vertrauen musste, gestaltete sich durch den Einsatz dieser Scantechnologie auch die Herstellung der eigentlichen Komponenten einfacher. Durch eine weitgehende Digitalisierung des Prozesses vom Scannen über die Produktion bis hin zum Reverse Engineering konnte viel Zeit bei den Umbaumassnahmen eingespart werden. In der Folge gestaltete sich auch die Sicherheitsprüfung durch die Luftfahrtbehörden wesentlich einfacher.

«Die 3D-Scanner Artec Eva und Space Spider haben nicht nur sich wiederholende Arbeiten enorm reduziert, sondern auch die Genauigkeit der Datenerfassung deutlich verbessert», berichtet Masakazu Hikichi. «Besonders vorteilhaft ist, dass die Scanner tragbar sind und überall eingesetzt werden können, auch in engen Räumen, die vorher nur schwer zu messen waren. So erreichen wir damit ein ideales Ergebnis.»

Zukunftsweisende Technologie

Aufgrund des weitreichenden Erfolgs des Projekts hat das Team von Tech Strake weitere Scanprojekte ins Auge gefasst und plant, den neuen HD-Modus von Artec 3D und weitere Scanner einzusetzen. Da insbesondere in der Luftfahrtbranche und bei Helikoptern im Speziellen eine massgefertigte Anpassung im Rahmen des späteren Einsatzzwecks notwendig bleiben, sind die Möglichkeiten zu detaillierten 3D-Scans ein zukunftsweisender Ausblick für die Branche. Durch die Digitalisierung mittels 3D-Scannen werden in Zukunft zudem weitere Wartungsarbeiten und bislang nicht durchführbare Anpassungen möglich.

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