Équiper des hélicoptères pour des missions de sauvetage, de tournage, de surveillance, et bien plus avec Artec Eva et Space Spider

12/04/2021

Par Loretta Marie Perera

En matière d’aéronefs, difficile de faire plus cool qu’un hélicoptère. Ses pales fendant l’air et ses moteurs retentissants annoncent en général une mission de recherche et de sauvetage, de surveillance des ressources naturelles, l’envoi d’effectifs militaires, une action de protection contre les incendies, ou un transport médical. Bref, quand vous apercevez un hélicoptère, vous savez que quelque chose d’important est en train de se passer.

Mais il est toujours possible d’améliorer ce qui est cool, grâce à des entreprises telles que Tech Strake, spécialisée dans la personnalisation d’aéronefs au Japon. Son président directeur général Masakazu Hikichi souligne l’importance du travail de l’entreprise :

« Nous nous concentrons sur la personnalisation d’aéronefs, déclare-t-il. Celle-ci est essentielle car destinée à un service public précieux : la personnalisation d’hélicoptères de sauvetage et de police, et le scan du terrain par l’Institut d’études géographiques. »

La tâche à accomplir ici : équiper un hélicoptère d’une caméra dirigée vers le bas et en diagonale pour capturer des vues aériennes de la zone située en dessous, notamment pour des missions de sauvetage et de surveillance environnementale.

L’hélicoptère attend d’être scanné. (Image de Tech Strake)

Si l’ajout d’une caméra à un hélicoptère peut sembler simple, un niveau élevé de détail et une personnalisation sont toutefois nécessaires pour la maintenir fermement attachée au ventre de l’appareil et garantir son utilisation efficace.

« Divers secteurs ont besoin de ce genre de support pour prendre des photos et, souvent, celui-ci n’est pas facile à se procurer, explique Masakazu Hikichi. Ces supports imposants doivent être fabriqués sur mesure pour pouvoir être installés en toute sécurité et éviter qu’une pièce ne se détache pendant le vol. » 

C’est ici que les scanners Artec 3D entrent en scène.

Artec à la rescousse

L’idée d’utiliser le scan 3D est immédiatement venue à l’esprit de Masakazu Hikichi, qui y a recours depuis une dizaine d’années – huit ans en tant qu’employé et cinq ans en tant que directeur de sa propre entreprise – et utilise régulièrement Artec Eva.

« Lorsque ce projet est apparu, en tant qu’utilisateur de longue date de cette technologie, je savais déjà que je pouvais obtenir un modèle 3D remarquable et extrêmement précis grâce au scan 3D », commente-t-il.

Après l’arrivée dans le projet de DataDesign Co., Ltd., Ambassadeur Artec au Japon, un plan de scan 3D a été élaboré. Basée à Nagoya, qui abrite de nombreux géants de la construction automobile, l’entreprise compte principalement des clients travaillant dans l’industrie automobile, parmi lesquels Tech Strake.

Compte tenu de l’accent mis sur des pièces très spécifiques ainsi que sur des surfaces plus larges, une utilisation combinée d’Artec Eva et d’Artec Space Spider a été recommandée – Eva afin de numériser l’aéronef en entier, et Space Spider pour zoomer et scanner les détails plus petits.

Avec le bon scanner, aucune mission n’est impossible. (Image de Tech Strake)

« Eva est très léger et facile à transporter, commente Masakazu Hikichi. Il se glisse dans des espaces étroits en gardant un champ de vue large et de la distance, tandis que Space Spider peut se faufiler dans de petites crevasses et dans des pièces avec de très petits espaces, tout en produisant un scan extrêmement précis. »

Scanner phare d’Artec 3D, Artec Eva est le scanner le plus populaire de l’entreprise en raison de sa légèreté, de sa facilité d’emploi, et de sa polyvalence. Ce scanner 3D à lumière structurée est idéal pour des scans rapides et précis d’objets de taille moyenne, allant des moteurs de voiture au corps humain, en passant par le mobilier.

Le processus

Dans le domaine d’activité de Tech Strake, où la spécialisation est cruciale et la précision essentielle, le scan 3D devient vital pour simplifier les processus, notamment pour la fabrication d’objets uniques tels que des supports pour hélicoptères et des râteliers de rangement pour les pales – ou dans ce cas-ci, un support de caméra sur mesure.

« Le scan 3D est essentiel pour créer des objets sur mesure », souligne Masakazu Hikichi.

« Le principal avantage est la précision que nous pouvons obtenir pour les mesures de surfaces complexes, telles les pièces minuscules dont vous devez avoir des mesures précises pour fabriquer quelque chose de parfaitement ajusté. »

Les données du scan ont dû être combinées pour obtenir un modèle 3D complet. (Image de Tech Strake)

D’après lui, obtenir des mesures précises sans le scan 3D est très difficile et aboutit à une perte de temps considérable due à la production de pièces qui ne conviennent pas et à la nécessité d’effectuer de nombreux ajustements.

« Si vous pouvez obtenir des mesures très précises avec un scanner 3D pour ce genre de surfaces compliquées, en particulier pour un aéronef avec des tolérances très serrées, vous gagnez énormément de temps dans votre travail. »

Initialement conçu pour être utilisé sur la Station spatiale internationale, Space Spider est connu pour sa capacité à numériser des pièces mécaniques et des géométries complexes en haute résolution, avec une précision submillimétrique et des couleurs vives. Les arêtes vives et les nervures fines ne sont pas de taille contre Space Spider, qui scanne les objets aux détails complexes telles les clés, pièces de monnaie et minuscules pièces de machines avec la meilleure qualité possible.

Le support de caméra rétro-modélisé avec succès. (Image de Tech Strake)

Le processus complet de scan a pris moins de 10 heures – en comptant les préparatifs nécessaires pour scanner l’intérieur et l’extérieur de l’aéronef. Après cette tâche colossale, le traitement du scan a commencé dans Artec Studio : alignement, enregistrement global, suppression de la géométrie indésirable, traitement du bruit, et fusion nette.

Une fois le scan et le traitement initial terminés, les données devaient être travaillées davantage.

« Nous avons synthétisé chaque jeu de donnés et l’avons converti en données CAO avec Geomagic Design X, puis utilisé SOLIDWORKS pour créer chaque équipement spécial », explique Masakazu Hikichi.

Dans SOLIDWORKS, le support de caméra a été conçu et modélisé autour du modèle 3D importé afin de rétro-modéliser la pièce, en gardant chaque surface et coin de l’hélicoptère en tête. Après quoi le modèle du support de caméra fraîchement créé a été transformé en données d’usinage.

Lors de l’usinage, des outils de découpe enlèvent le matériau à partir d’un bloc de matériau brut – dans ce cas-ci, de l’aluminium – en suivant une trajectoire informatisée guidée par le modèle 3D pour former l’objet.

Grâce à cette utilisation combinée du scan 3D et de la rétro-modélisation, l’équipe a pu obtenir le meilleur ajustement possible.

Améliorations en approche

En permettant de scanner les surfaces larges et petites, les deux scanners ont considérablement amélioré le processus pour l’équipe de Tech Strake. « Avant d’acheter nos scanners Artec, nous effectuions des mesures manuelles à l’aide de pieds à coulisse et des moulages avec du plâtre, explique Masakazu Hikichi. Les possibilités offertes par le plâtre étaient limitées et celui-ci ne pouvait pas être moulé proprement en raison de l’égouttement, et l’efficacité des mesures manuelles était faible. »

« Les scanners 3D Eva et Space Spider ont non seulement grandement réduit le travail répétitif, mais ils ont également nettement amélioré la précision de l’acquisition des données, ajoute-t-il. Qui plus est, les scanners sont portatifs et peuvent être utilisés n’importe où, y compris dans des espaces étroits auparavant difficiles à mesurer, et livrent des performances remarquables. »

Chaque angle de l’appareil – intérieur et extérieur – a été scanné. (Image de Tech Strake)

Grâce à la facilité de transport, à la taille et à la légèreté d’Eva, combinées à l’œil de lynx de Space Spider pour les détails fins, le processus a pu être amélioré et le temps de travail sensiblement réduit.

« Si on compare avec les méthodes de construction conventionnelles, la précision est passée du niveau millimétrique au niveau submillimétrique, se réjouit Masakazu Hikichi. Nous pouvons ainsi raccourcir autant que possible le temps consacré aux rectifications et, par conséquent, le nombre total d’heures-hommes. » 

Selon lui, auparavant, il aurait fallu plusieurs mois pour concevoir et produire une pièce spécifique pour un aéronef. Désormais, tout est prêt en deux semaines. Et cela ne signifie pas que des économies de temps, mais aussi d’argent.

La pièce usinée prête à être installée. (Image de Tech Strake)

Une fois la fabrication de la pièce achevée, celle-ci est soumise à deux tests : la satisfaction du client, et les contrôles de sécurité effectués par les autorités aériennes.

« Des restrictions et des conditions strictes doivent être respectées pour n’importe quel équipement certifié utilisé sur un aéronef », explique Masakazu Hikichi. Grâce à Eva et à Space Spider, pas un nuage en vue. « Nous n’avons reçu aucune plainte du consommateur final ni du gouvernement, souligne-t-il. La pièce a réussi l’inspection du premier coup, et il n’y a eu aucune mauvaise surprise ! »

Décollage vers le futur

L’équipe de Tech Strake ne compte pas s’arrêter là – elle aspire à profiter de nouvelles occasions de scanner, notamment en recourant au nouveau Mode HD d’Artec 3D et à davantage de scanners dans l’avenir.

« De nouveaux modèles sortent constamment, et le processus visant à les concevoir pour différents types d’aéronefs est en cours, explique Masakazu Hikichi. Dans l’avenir, nous aimerions intégrer et utiliser les données de Ray, Eva et Space Spider. »

Jeff Boyd et son équipe de DataDesign sont impatients de voir jusqu’où leurs clients emmèneront la technologie qu’ils leur fournissent. « Nous sommes ravis de pouvoir contribuer au travail de Tech Strake, commente-t-il. Les produits sur mesure et les personnalisations devant être parfaitement ajustés au produit existant, le travail analogique a tendance à augmenter dans ce genre de cas. »

« La numérisation via le scan 3D rend la maintenance et une personnalisation plus poussée possibles dans l’avenir. Cette technologie peut servir non seulement à améliorer l’entreprise du client mais également à élargir son offre de services. »