Artec Eva e Space Spider aiutano a personalizzare il supporto per videocamera di un elicottero

12/04/2021

Di Loretta Marie Perera

Quando si tratta di macchine volanti, non si può non ammirare il fascino degli elicotteri. Il fragore delle lame che fendono l'aria e dei motori degli elicotteri evocano immagini di missioni di ricerca e soccorso, sorveglianza di risorse naturali, missioni militari, protezione antincendio o trasporto medico. Quando vedi un elicottero, capisci subito che sta succedendo qualcosa di significativo.

Ma tanta epicità può ancora aumentare, grazie ad aziende come Tech Strake, specializzate nella personalizzazione degli aerei in Giappone. Il CEO Masakazu Hikichi ha sottolineato l'importanza del loro lavoro:

"Il nostro obiettivo principale è la personalizzazione dei velivoli", ha affermato. "Si tratta di un compito importante per un servizio pubblico di valore: la personalizzazione degli elicotteri di soccorso, gli elicotteri della polizia e la scansione del terreno da parte dell’istituto di ispezione geografica".

Il compito in questo caso: dotare un elicottero di una telecamera rivolta verso il basso e in diagonale per catturare vedute aeree dell'area sottostante, da utilizzare in missioni di soccorso e sorveglianza ambientale, tra le altre applicazioni.

L'elicottero in attesa di essere scansionato. (Immagine di Tech Strake)

L'aggiunta di una telecamera su un elicottero può sembrare un compito semplice, ma quando è fissata saldamente al carrello, per garantirne un utilizzo efficace, sono necessarie modifiche personalizzate e un'estrema attenzione ai dettagli.

"Diverse industrie hanno bisogno di questo tipo di supporto per lavori fotografici, e molto spesso tale supporto potrebbe non essere facilmente disponibile", ha spiegato Hikichi. "Per un'installazione sicura e per ridurre il rischio di incidenti di volo (o di far accidentalmente cadere la videocamera), questi supporti di grandi dimensioni devono essere costruiti su misura."

È qui che entrano in gioco gli scanner Artec 3D.

Artec in arrivo

Hikichi utilizza la scansione 3D da più di un decennio – otto anni come dipendente più cinque come CEO della propria azienda, con un uso frequente di Artec Eva – e ha capito subito che bisognava utilizzare la scansione 3D.

"Quando mi sono trovato ad affrontare questo progetto, in quanto utilizzatore di lunga data di questa tecnologia, sapevo già che i modello 3D che avrei potuto ottenere dalla scansione 3D sarebbero stati precisi e accurati", ha detto.

In collaborazione con l'ambasciatore Artec giapponese DataDesign Co., Ltd., è stato elaborato un piano di scansione 3D. Situata a Nagoya, sede di molte delle principali case automobilistiche giapponesi, l'azienda vede una base di clienti provenienti prevalentemente dal settore automobilistico, tra cui Tech Strake.

Dato che il lavoro richiedeva di la scansione sia di parti altamente specifiche che di aree dalla superficie più grande, è stata scelta una combinazione di Artec Eva e Artec Space Spider: Eva per catturare l'intero velivolo e Space Spider per zoomare e catturare i dettagli più piccoli.

Nessuna missione è impossibile se hai lo scanner giusto. (Immagine di Tech Strake)

"Eva è molto leggero e facile da portare in giro", ha detto Hikichi. "Entra in spazi ristretti e ha un ampio campo visivo e di distanza, mentre Space Spider può entrare in piccole fessure e in parti con spazi molto piccoli, pur continuando a produrre una scansione estremamente accurata."

Lo scanner di punta di Artec 3D, Artec Eva, è considerato lo scanner più popolare dell'azienda grazie alla sua leggerezza, facilità d'uso e versatilità. Questo scanner 3D a luce strutturata è adatto per scansioni rapide e accurate di oggetti di medie dimensioni come motori di automobili, arti umani e mobili.

Il processo

Nel campo di lavoro di Tech Strake, dove la personalizzazione è fondamentale e l'accuratezza essenziale, la scansione 3D è diventata vitale per un'elaborazione semplificata, ad esempio per la produzione di articoli singoli come supporti, rack o piattaforme per elicotteri. O, come in questo caso, un supporto per videocamera personalizzato.

"La scansione 3D è essenziale per creare oggetti personalizzati", ha affermato Hikichi.

"Il vantaggio più grande è la precisione che possiamo ottenere nelle misurazioni di superfici complicate, come le parti molto piccole, che vanno misurate con precisione in modo che combacino perfettamente."

I dati di scansione dovevano essere combinati per ottenere un modello 3D completo. (Immagine di Tech Strake)

Senza la scansione 3D, ha detto, sarebbe un compito molto difficile e si finirebbe per perdere tempo producendo parti che non combaciano correttamente, e che quindi è necessario rielaborarle più volte.

"Se sei in grado di ottenere una misurazione molto precisa di questo tipo di superfici complicate con uno scanner 3D, specialmente per un aereo con tolleranze molto strette, risparmierai tempo e fatica."

Progettato per la prima volta per essere usato sulla Stazione Spaziale Internazionale, lo Space Spider è noto per la sua capacità di catturare parti meccaniche e geometrie complesse in alta risoluzione, con precisione submillimetrica e colori vividi. Spigoli vivi e nervature sottili non sono un problema per Space Spider, in grado di catturare oggetti dai dettagli intricati come chiavi, monete e minuscole parti di macchine con la migliore qualità possibile.

Il supporto della telecamera è stato modellato correttamente. (Immagine di Tech Strake)

L'intero processo di scansione non ha richiesto più di 10 ore, inclusa la configurazione necessaria per la scansione dell'interno e dell'esterno del velivolo. Dopo questo lungo processo, si è passati all'elaborazione della scansione in Artec Studio: allineamento, registrazione globale, cancellazione della geometria indesiderata, elaborazione del rumore e fusione nitida.

Una volta completate la scansione e l'elaborazione iniziale, i dati dovevano essere ulteriormente elaborati.

"Abbiamo sintetizzato ogni set di dati, lo abbiamo poi convertito in dati CAD con Geomagic Design X, quindi abbiamo utilizzato SOLIDWORKS per dare forma al supporto personalizzato", ha spiegato.

Il supporto per telecamera è stato progettato e modellato in SOLIDWORKS partendo dal modello 3D importato per ottenere un modello inverso della parte, tenendo presente ogni superficie e angolo dell'elicottero. Successivamente, il modello del supporto per telecamera così ottenuto è stato convertito in dati per la produzione.

Durante il processo di produzione una macchina taglia via il materiale in eccesso da un blocco di materia prima – in questo caso alluminio – seguendo un percorso computerizzato guidato dal modello 3D per formare l'oggetto. Con questa combinazione di scansione 3D e modellazione inversa, il team è stato in grado di ottenere il miglior incastro possibile.

Miglioramenti in arrivo

In grado di scansionare superfici sia grandi che piccole, entrambi gli scanner hanno notevolmente migliorato l’intero processo di lavoro per il team di Tech Strake. "Prima di acquistare i nostri scanner Artec eseguivamo misurazioni manuali con dei calibri e utilizzavamo calchi di gesso", ha spiegato Hikichi. "Soprattutto per quanto riguarda il gesso, era un metodo molto limitato, per non parlare delle imprecisioni dovute al gocciolamento, e la misurazione manuale era imprecisa."

"Gli scanner 3D Eva e Space Spider non solo hanno ridotto in maniera massiccia questo lavoro ripetitivo, ma hanno anche notevolmente migliorato la precisione dell'acquisizione dei dati", ha affermato Hikichi. "Gli scanner inoltre sono altamente portatili e possono essere utilizzati per eseguire scansioni ovunque, inclusi spazi ristretti che in precedenza erano difficili da misurare, ottenendo prestazioni eccezionali."

Ogni angolo del veicolo, sia all'interno che all'esterno, doveva essere scansionato. (Immagine di Tech Strake)

Grazie alla portabilità, le dimensioni e il peso leggero di Eva, combinati con l'occhio particolarmente attento di Space Spider per i dettagli, il processo è migliorato e il tempo di lavoro si è notevolmente ridotto.

"Rispetto ai metodi di costruzione convenzionali, la precisione è stata migliorata dal livello millimetrico a quello sub-millimetrico", ha riferito Hikichi, "Pertanto possiamo ridurre notevolmente la fase di rielaborazione e, di conseguenza, le ore lavorative totali."

In precedenza, ha aggiunto, ci sarebbero voluti diversi mesi per completare e produrre una parte specifica per un elicottero. Adesso è tutto pronto in due settimane. Questo non solo fa risparmiare tempo, ma anche denaro.

La parte stampata pronta per l'installazione. (Immagine di Tech Strake)

Una volta completata la produzione della parte, è necessario superare due test: soddisfazione del cliente e controlli di sicurezza da parte delle autorità aeronautiche.

"Ci sono rigide restrizioni e condizioni da soddisfare per qualsiasi apparecchiatura certificata per l'uso su veicoli aerei", ha detto Hikichi. Con Eva e Space Spider, le nuove parti sono state approvate in un baleno. "Non c'è stata nessuna lamentela da parte dell'utente finale o del governo", ha detto. "Ha superato l'ispezione al primo tentativo e tutto era come previsto!"

In volo verso il futuro

E il team di Tech Strake non si vuole fermare qui: ha gli occhi puntati su maggiori opportunità di scansione, con l'intenzione di utilizzare la nuova modalità HD di Artec 3D e altri scanner in futuro.

"Sempre più modelli vengono messi in commercio e il processo di adattarli a nuovi e diversi tipi di aeromobili è costante", ha detto Hikichi. "In futuro, vorremmo integrare e utilizzare i dati di Ray, Eva e Space Spider".

Jeff Boyd e il suo team di DataDesign sono ansiosi di vedere fino a che punto si spingeranno i loro clienti con la tecnologia che sono in grado di fornire. Ha detto: “Siamo molto felici di poter contribuire al lavoro di Tech Strake. Questi prodotti personalizzati sono fatti su misura per adattarsi al prodotto reale, quindi il volume di lavoro analogico tende ad aumentare in questi casi."

"Digitalizzando tramite la scansione 3D diverranno possibili più possibilità di manutenzione e personalizzazione. Può essere utilizzata non solo per migliorare l'attività del cliente, ma anche per aumentare il numero di servizi da lui offerti."