Equipamiento de helicópteros para misiones de rescate, filmación, vigilancia y mucho más con Artec Eva y Space Spider

12/04/2021

Por Loretta Marie Perera

En materia de aeronaves, los helicópteros son de las más bonitas. Las imágenes de las aspas surcando el aire y los potentes motores de los helicópteros anuncian una misión de búsqueda y rescate, de vigilancia del medio natural, de operaciones militares, de protección contra incendios o de transporte médico. Cuando vemos un helicóptero, sabemos que algo importante está ocurriendo.

Pero lo que es bueno puede ser aún mejor, gracias a empresas como Tech Strake, que se especializa en la personalización de aviones en Japón. Su director general, Masakazu Hikichi, destaca la importancia de su trabajo:“Nuestro principal objetivo es la customización de aviones” comenta. “Es importante porque está destinado a un valioso servicio público: la personalización de los helicópteros de rescate, los helicópteros de la policía y el escaneo del terreno por parte del Instituto de Estudios Geográficos”.

El objetivo en este caso: Equipar un helicóptero con una cámara dirigida hacia el suelo y en diagonal para captar vistas aéreas de la zona que tiene debajo, para utilizarla en misiones de rescate y vigilancia del entorno, entre otras aplicaciones.

El helicóptero esperando a ser escaneado. (Imagen de Tech Strake)

Incorporar una cámara a un helicóptero puede parecer una tarea fácil, para anclarla firmemente a la estructura inferior, y para garantizar su eficacia, es necesario un alto nivel de detalle y personalización.

“Diferentes sectores necesitan este tipo de soporte para trabajos fotográficos y, en muchas ocasiones, no es fácil conseguir un soporte", explica Hikichi. "Para una instalación segura y para reducir el riesgo al volar o de que algo se caiga, estos grandes soportes se tienen que fabricar a medida.”

Y es aquí donde entran en juego los escáneres Artec 3D.

Artec en ruta

Hikichi, que lleva más de una década utilizando el escaneo 3D ( ocho años como empleado y cinco como director general de su propia empresa, utilizando con frecuencia Artec Eva), pensó inmediatamente en la idea de utilizar el escaneo 3D.

“Cuando surgió este proyecto, siendo usuario de esta tecnología desde hace mucho tiempo, ya sabía lo bueno y preciso que podía ser un modelo 3D obtenido con el escaneo 3D,”comenta.

Colaborando con el embajador de Artec en Japón DataDesign Co., Ltd., se creó un plan de escaneo 3D. Con sede en Nagoya, donde se encuentran muchos de los principales fabricantes de automóviles, la empresa cuenta con una clientela principalmente enfocada a la automoción, como Tech Strake.

Debido al hecho de que las piezas son muy especificas y de que la superficie es muy grande, se optó por una combinación del Artec Eva y del Artec Space Spider: Eva para capturar toda la aeronave, y Space Spider para hacer zoom y capturar los detalles más pequeños.

Ninguna misión es imposible cuando se tiene el escáner adecuado. (Imagen de Tech Strake)

“Eva es muy ligero y fácil de transportar", afirma Hikichi. "Puede entrar en espacios estrechos y seguir teniendo un amplio campo de visión y distancia, mientras que Space Spider puede entrar en pequeñas grietas y en piezas con espacios muy reducidos, y seguir obteniendo un escaneado de gran precisión.

El escáner insignia de Artec 3D, Artec Eva, se sitúa como el escáner más popular de la compañía por su ligereza, facilidad de uso y versatilidad. El escáner 3D de luz estructurada es apto para escanear de forma rápida y precisa objetos de tamaño medio, como motores de automóviles, cuerpos humanos o muebles.

Proceso

En el ámbito de trabajo de Tech Strake, donde la especialización es clave y la precisión esencial, el escaneo 3D se ha convertido en algo vital para agilizar el proceso, por ejemplo, para la fabricación de piezas únicas como monturas, bastidores o plataformas para helicópteros. En este caso, un soporte personalizado para la cámara.“El escaneo 3D es esencial para crear objetos personalizados” Comenta Hikichi.

“La mayor ventaja es la precisión que podemos obtener para las mediciones de superficies complejas, como las piezas muy pequeñas de las que habría que tomar medidas muy precisas para conseguir un ajuste exacto.”

Los datos del escaneo debían combinarse para obtener un modelo 3D completo. (Imagen de Tech Strake)

Esto, dijo, es muy difícil de hacer sin el escaneo 3D, y provoca la pérdida de mucho tiempo en la fabricación de piezas que luego no encajan bien y es necesario reajustarlas.

"La medición precisa con un escáner 3D para este tipo de superficies complicadas, sobre todo en el caso de una aeronave con tolerancias muy ajustadas, ahorra mucho tiempo y mucho trabajo.”

Diseñado para su uso en la Estación Espacial Internacional, Space Spider es conocido por su capacidad para capturar piezas mecánicas y geometrías complejas en alta resolución, con una precisión submilimétrica y colores intensos. Las aristas afiladas y los nervios finos no son obstáculo para Space Spider, que captura objetos con detalles complejos, como llaves, monedas y pequeñas piezas de máquinas, con la mejor calidad posible.

La fijación de la cámara se ha modelado con éxito en sentido inverso. (Imagen de Tech Strake)

Todo el proceso de escaneado no duró más de 10 horas, incluida la preparación necesaria para escanear el interior y el exterior de la aeronave. Tras esta tarea, comenzó el procesamiento de los escaneos en Artec Studio: alineación, registro global, eliminación de geometrías no deseadas, procesamiento de ruido y fusión nítida.

Una vez finalizado el escaneo y el tratamiento inicial, había que seguir trabajando con los datos."Sintetizamos cada conjunto de datos, los convertimos en CAD con Geomagic Design X y luego utilizamos SOLIDWORKS para diseñar el engranaje especial", explica.

En SOLIDWORKS, se diseñó el soporte de la cámara y se modeló en torno al modelo 3D que se importó para modelar la pieza de forma inversa, teniendo en cuenta todas las superficies y ángulos del helicóptero. Después, el modelo de la base de la cámara recién diseñado se convirtió en datos para el mecanizado.

Durante el proceso de mecanizado, las herramientas de corte arrancan material de un bloque de materia prima ( en este caso, aluminio) siguiendo una trayectoria informatizada dirigida por el modelo 3D para conformar el objeto. Con esta combinación de escaneo 3D y modelado inverso, el equipo pudo conseguir el mejor ajuste posible.

Mejoras conseguidas

Al ser capaces de escanear superficies tanto grandes como pequeñas, ambos escáneres han mejorado notablemente el proceso para el equipo de Tech Strake. "Antes de comprar nuestros escáneres Artec, llevábamos a cabo mediciones manuales usando calibres y moldeando con yeso", nos explica Hikichi. "Especialmente cuando se usaba yeso, había un límite en sus posibilidades y no se podía moldear limpiamente debido al goteo, y la eficacia de la medición manual no era buena".

 “Los escáneres 3D Eva y Space Spider no sólo han reducido enormemente el trabajo rutinario, sino que también han mejorado en gran medida la precisión en la obtención de datos", afirma Hikichi. "Además, los escáneres son portátiles y pueden escanear en cualquier lugar, incluso en espacios reducidos, donde antes era difícil medir, consiguiendo grandes resultados.”

Había que escanear todos los ángulos del avión, tanto por dentro como por fuera. (Imagen de Tech Strake)

La portabilidad, el tamaño y la ligereza de Eva, junto con el excelente enfoque de Space Spider para los detalles, han mejorado el proceso y han reducido considerablemente el tiempo de trabajo.

“En comparación con los métodos de fabricación convencionales, se ha mejorado la precisión desde el nivel milimétrico hasta el submilimétrico", afirma Hikichi. "Por lo tanto, podemos reducir enormemente las repeticiones de trabajo y, en consecuencia, las horas de trabajo totales.”

Antes, añadió, se tardaba varios meses en completar y fabricar una pieza específica para un avión. Ahora, todo está listo en dos semanas. Esto no sólo ahorra tiempo, sino también costes.

La pieza mecanizada lista para su instalación. (Imagen de Tech Strake)

Una vez finalizada su fabricación, la pieza debe superar dos pruebas: La satisfacción del cliente y los controles de seguridad de las autoridades aeronáuticas.

“Hay restricciones y condiciones estrictas que deben tenerse en cuenta para certificar el uso de los equipos en las aeronaves”. Con Eva y Space Spider funcionando, el cielo estaba despejado. "No hubo quejas ni del usuario final ni del gobierno", dice. "Pasó la inspección a la primera, y todo fue como se esperaba".

Volando hacia el futuro

El equipo de Tech Strake no se detiene aquí, sino que tiene la vista puesta en más oportunidades de escaneo, con planes para usar el nuevo Modo HD de Artec 3D y más escáneres en el futuro.

 "Hay nuevos modelos que salen al mercado constantemente, y está en marcha el proceso de hacerlos para nuevos y diferentes tipos de aeronaves", dijo Hikichi. "En el futuro, nos gustaría integrar y utilizar los datos de Ray, Eva y Space Spider".

Jeff Boyd y su equipo de DataDesign están entusiasmados por ver hasta dónde llegan sus clientes con la tecnología que les ofrecen. En su opinión, " Estamos muy contentos de poder contribuir al trabajo de Tech Strake. Los productos hechos a medida y las personalizaciones se adaptan al producto real, por lo que el trabajo de análisis tiende a crecer en estos casos."

“Gracias a la digitalización por escaneo 3D, En el futuro, el mantenimiento y la personalización serán aún más accesibles. Se puede utilizar no solo para mejorar el negocio del cliente, sino también para ampliar su servicio".