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Virtuelles Modell gegen reale Risiken

Jet Aviation minimiert technische Risiken durch 3D-Scans eines gesamten Flugzeuginnenraums
Virtuelles Modell gegen reale Risiken

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Das Schweizer Unternehmen Jet Aviation, ein Dienstleistungsunternehmen innerhalb der Geschäftsluftfahrt, hat den Creaform 3D Engineering Service beauftragt, ein 3D-Modell eines leeren Boeing 737–800 Innenraums zu erstellen. Ziel war es, den Innenraum virtuell darzustellen, damit Jet Aviation das Interieur designen und fertigen kann.

Der Creaform 3D Engineering Service wurde beauftragt, die Kabine und den Laderaum einer leeren Boeing 737-800 zu scannen. Der Prozess beinhaltete ein Vorbereitungstreffen auf einem Flugplatz in Deutschland zwischen dem Flugzeugbetreiber, Jet Aviation und Creaform.

Wenn 3D-Modelle schon vor der Verfügbarkeit des Flugzeugs bereitgestellt werden, ermöglicht dies den Ingenieuren, schon vorab mit dem Design für den Umbau zu beginnen und dabei die Sicherheit zu haben, dass die Konstruktion nur ein Minimum an Eingriffen in die vorhandenen Systeme und Strukturen des Flugzeugs erfordert.
Möglichen mechanischen Störzonen auf der Spur
Ein weiterer wichtiger Vorteil ist, dass die Risiken des Projekts im Vorfeld gesenkt werden, indem potenzielle mechanische Störzonen im Voraus erkannt kostenintensive Design reduziert werden. Die 3D-Modellierung bietet außerdem ein erweitertes Context Management, das heißt eine visuelle Plattform, welche die Wechselbeziehung der Konstruktion über alle Ingenieurdisziplinen aufzeigt und potenzielle Konflikte offenbart beziehungsweise verhindert.
Im Sommer 2011 wurde das Flugzeug in einem Hangar gerollt und für drei Wochen auf Stützfüße gehoben. Die Stützvorrichtung stellte sicher, dass das Flugzeug während der Dauer des Scans fixiert war, um eine gleichmäßige Datenerfassung sicherzustellen. Im Innenraum wurden die Bodenplatten, die Verkleidungen entfernt, um die zu scannende Struktur und Systeme freizulegen.
Ein Team von Applikations-Ingenieuren von Creaform digitalisierte dann den Flugzeuginnenraum mit Handyscan 3D Scannern, einem Leica-Long-Range-Scanner, dem optischen 3D-Laserscanner Metrascan mit C-Track und einem Maxscan für Photogrammetrieaufnahmen. Sobald ein Abschnitt erfasst, zusammengeführt und nachbearbeitet war, wurden die Dateien an die CAD-Abteilung von Creaform nach Kanada gesendet. Dort wurden sie dann zu einem CAD-Modell rekonstruiert. Während das Modell konstruiert wurde, hat Creaform fortlaufend Zwischenergebnisse an den Kunden Jet Aviation geschickt, damit die Arbeit parallel bewertet und validiert werden konnte. Mit der Software Catia V5 rekonstruierten die Designer den Innenraum des Flugzeugs, einschließlich der verschiedenen Flugzeugelemente wie Decken- und Bodenspanten und -platten, Rahmen, mechanischen Komponenten und verschiedenen Arten von Verrohrungen und Verkabelung.
Volumenmodelle haben Schnittzeichnungen ermöglicht
Die Arbeit wurde gemäß der Flugzeugabschnitte in mehrere Sektionen unterteilt. Mit Hilfe der Scandaten wurden Volumenmodelle der Flugzeug-Elemente rekonstruiert. Aus diesen Volumenmodellen können Schnittzeichnungen erstellt und konstruktive Ebenen sowie Oberflächen daraus abgeleitet werden.
Für einteilige Objekte wurde das Volumenmodell entweder durch die mathematische Methode der Extrusion oder durch Unterteilung des Scans in vektorisierbare Flächen erzeugt. Zusammengesetzte Teile – zum Beispiel im Falle bestimmter Mechanismen – wurden in geometrische Grundelemente zerlegt, die mit einfachen geometrischen Funktionen erstellt werden konnten. Oberflächen-Modelle wurden verwendet, um einige Flugzeugkomponenten zu rendern, deren Formen zu komplex waren. Aus den Oberflächenmodelle wurden dann unter Annahme einer konstanten Wandstärke Volumenmodelle der Komponenten erzeugt, wie beispielsweise bei den Rollen, welche die die Steuerleitungen führen. Diese Art der Rekonstruktion ermöglichte einen hohen Grad an Präzision. Zudem konnten die rekonstruierten Komponenten an verschiedenen Stellen des 3D-Modells wiederverwendet werden.
Das gemeinsame Projekt dauerte fünf Monate
Um das Projekt zu vollenden, wurden alle rekonstruierten Komponenten zusammengefasst und ein komplettes 3D-Modell des Boeing 737 Innenraums erzeugt. Diese virtuelle 3D-Reproduktion lieferte Creaform an Jet Aviation, wo anhand dieser Datenbasis die Inneneinrichtung des Flugzeugs entworfen, produziert und montiert wird. Insgesamt rund fünf Monate haben Jet Aviation und Creaform gemeinsam an der Erstellung und Überprüfung des Modells gearbeitet. „Ich bin mit dem erfolgreichen Abschluss dieses 3D-Scan-Projekts sehr zufrieden. Creaform hat eine gute Kommunikationsbrücke aufgebaut, die es im Voraus erlaubte, Anforderungen und deren fortlaufende Validierungen zu handhaben. Das gesamte Creaform-Team, sowohl in Frankreich als auch in Kanada, hat ein hohes Maß an Professionalität und Kompetenz an den Tag gelegt“, erklärt Andy Yznaga, Manager Completions Engineering Structures bei Jet Aviation. „Jet Aviation hat erheblich in 3D-Techniken für den Design und Bau von Innenräumen investiert und die Creaform Technologien werden uns helfen, einen größeren Nutzen aus diesen Investitionen in 3D-Werkzeuge zu ziehen.“
Außerdem findet Yznaga es aus Projektsicht hilfreich, „dass wir bereits im Vorfeld des Projekts Zugang zu verlässlichen Daten haben, um technische Risiken zu mindern. Diese Daten sind ein zuverlässiger Ersatz für den tatsächlichen Zugang zum Flugzeug“.
Creaform. Leinfelden-Echterdingen www.creaform3d.com
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