ความท้าทาย: ในการสแกน 3D เฮลิคอปเตอร์กู้ภัยทางอากาศขนาดเต็ม ตั้งแต่การไถลไปจนถึงใบพัด และรายละเอียดภายนอกทั้งหมดระหว่างการใช้เครื่องสแกนเลเซอร์ระยะไกลที่ติดตั้งขาตั้งกล้องและเครื่องสแกน 3D แบบถือระดับมืออาชีพ จากนั้นจึงแปลงผลการสแกนให้เป็นแบบจำลอง 3D ของเครื่องบิน

วิธีแก้ปัญหา: Artec Leo, Artec Ray, Artec Studio

ผลลัพธ์: การสแกน 3D ทั้งหมดดำเนินการในสถานที่ในโรงเก็บเครื่องบิน โดยใช้เวลาทั้งหมดน้อยกว่า 11 ชั่วโมงสำหรับเครื่องสแกนทั้งสองเครื่อง จากนั้นในวันต่อ ๆ มา การสแกนก็ได้เปลี่ยนเป็นโมเดล 3D ที่เหมือนจริงอย่างเหลือเชื่อของเฮลิคอปเตอร์ จากนั้นข้อมูลกระบวนการก็พร้อมสำหรับการใช้งานด้านการบินและอวกาศที่หลากหลาย ตั้งแต่วิศวกรรมย้อนรอยไปจนถึงการตรวจสอบ, การวิเคราะห์อากาศพลศาสตร์ และอื่น ๆ

ทำไมต้อง Artec 3D? ด้วยการพกพาสะดวกและการแสดงผลบนหน้าจอของ Artec Leo รวมกับช่วงการสแกนที่กว้างของ Artec Ray ทำให้เครื่องบินถูกจับได้ง่ายและแม่นยำทั้งหมด ด้วยโมเดล 3D ที่เหมือนจริงที่ประมวลผลและสร้างขึ้นใน Artec Studio

ตั้งแต่วินาทีที่มีการโทรขอความช่วยเหลือผ่านศูนย์บริการฉุกเฉิน 112 แห่งชาติ Luxembourg Air Rescue’s (LAR) McDonnell-Douglas MD-902 Explorers สามารถทะยานผ่านท้องฟ้าและไปถึงสถานที่ต่าง ๆ ทั่วประเทศได้ภายใน 10 นาทีหรือน้อยกว่านั้น นับตั้งแต่รับมาใช้ในปี 1996 กองเฮลิคอปเตอร์ขององค์กรไม่แสวงหากำไรแห่งนี้ได้บินภารกิจการบินไปแล้วกว่า 30,000 ลำ

นอกเหนือจากภารกิจพิเศษด้านมนุษยธรรมแล้ว เฮลิคอปเตอร์ MD-902 จำนวน 6 ลำของ LAR ยังมีการใช้งานบ่อยครั้งในการตอบสนองต่อเหตุฉุกเฉิน เช่นเดียวกับการขนส่งผู้ป่วยหนักระหว่างโรงพยาบาลในลักเซมเบิร์กและไปยัง/จากภูมิภาค Greater Region

ทีมกู้ภัยทางอากาศของลักเซมเบิร์กกำลังเตรียมผู้ป่วยสำหรับการเคลื่อนย้ายทางการแพทย์

เฮลิคอปเตอร์ล้ำสมัยพร้อมความเป็นไปได้ที่หลากหลาย

ปัจจุบัน MD-902 สามารถพบได้ทั่วโลกในหลากหลายบทบาท เช่น การค้นหาและกู้ภัย, ตำรวจ, ทหาร, รถอเนกประสงค์ และอื่น ๆ ด้วยเหตุนี้ เครื่องบินจึงสามารถติดตั้งการกำหนดค่าและอุปกรณ์ต่าง ๆ ได้ทั้งภายใน ในห้องนักบินและห้องโดยสาร ตลอดจนภายนอกบนลำตัวเครื่องบิน

ดาดฟ้าขึ้นลง (ห้องนักบิน) สามารถติดตั้งชุดเอวิโอนิกส์แบบพิเศษ จอแสดงผลทางยุทธวิธี และแดชบอร์ดได้ และในบทบาททางการทหาร MD-902 สามารถดัดแปลงได้ด้วยปืน Gatling ที่ติดตั้งที่ประตู กระสุนจรวด 70 มม. และเซ็นเซอร์ FLIR ใต้ส่วนจมูก

เพื่อเป็นการพิสูจน์แนวคิดในการใช้เทคโนโลยีการสแกน 3D เพื่อจับภาพวัตถุขนาดใหญ่ เช่น เฮลิคอปเตอร์และเครื่องบินปีกคงที่สำหรับการใช้งานต่าง ๆ รวมถึงวิศวกรรมย้อนกลับ, การตรวจสอบ และการทดสอบการจำลองการไหลของอากาศพลศาสตร์ (CFD) Luxembourg Air Rescue ร่วมมือกับ Artec 3D ซึ่งมีสำนักงานใหญ่เช่นกัน ในลักเซมเบิร์ก – เพื่อสแกน McDonnell-Douglas MD-902 Explorer เฮลิคอปเตอร์ได้รับการสแกนแบบ 3D ด้วยเครื่องสแกน 3D ระดับมืออาชีพล่าสุด 2 เครื่อง ได้แก่ Artec Leo และ Artec Ray

การสแกน MD-902 ด้วย Artec Ray และ Artec Leo

หนึ่งวัน เครื่องสแกน 3D สองเครื่อง

Artec Leo สแกนเนอร์ 3D ที่ไม่เหมือนใครและใช้งานง่ายพร้อมการประมวลผลออนบอร์ดและหน้าจอสัมผัสด้านหลังช่วยให้ผู้ใช้สามารถสแกนวัตถุขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ได้โดยไม่ต้องใช้สายเคเบิล, ชุดแบตเตอรี่ หรือแล็ปท็อปที่เชื่อมต่อ

Artec Leo

ด้วยความแม่นยำถึง 0.1 มม. Leo จึงสามารถจับภาพพื้นผิวเรขาคณิตในระดับที่ซับซ้อนได้ รวมถึงสเปกตรัมของสีทั้งหมดผ่านกล้องพื้นผิวของสแกนเนอร์ Leo ถูกใช้สแกน MD-902 อย่างครบถ้วนตั้งแต่หางถึงจมูก

เครื่องสแกนอีกเครื่องที่ใช้สำหรับโปรเจกต์คือ Artec Ray ซึ่งเป็นเครื่องสแกน 3D ระยะไกลแบบติดตั้งบนขาตั้งกล้องซึ่งมีไว้สำหรับจับภาพวัตถุขนาดใหญ่

Artec Ray

ด้วยระดับมาตรวิทยา, ความแม่นยำระดับมิลลิเมตร และระยะการทำงานตั้งแต่ 2 เมตรไปจนถึง 110 เมตร Ray สามารถสแกนอะไรก็ได้ตั้งแต่รถยนต์ไปจนถึงรถบัส หรือแม้แต่เรือยอทช์ขนาดใหญ่ ไม่ต้องพูดถึงความสามารถในการจับภาพพื้นที่ทั้งหมดและ เช่น ฉากอุบัติเหตุจราจร, ฉากอาชญากรรม และอื่น ๆ

สแกน MD-902 จากล่างขึ้นบน

เมื่อถึงเวลาสแกน Luxembourg Air Rescue McDonnell-Douglas MD-902 ส่วนใหญ่จะใช้ Artec Ray เพื่อจุดประสงค์ในการจัดตำแหน่ง โดยทำการสแกนทั้งหมด 16 ครั้ง จากตำแหน่งต่าง ๆ รอบเฮลิคอปเตอร์ 8 ตำแหน่งจากระดับล่าง และ 8 จากด้านบน การสแกนในขั้นตอนนี้ใช้เวลาน้อยกว่า 3 ชั่วโมงตั้งแต่ต้นจนจบ

Artec Leo จับภาพลำตัวเครื่องบินของ MD-902

ลำดับต่อไปคือ Leo ซึ่งใช้เวลาประมาณ 8 ชั่วโมงในการสแกนลำตัวเฮลิคอปเตอร์ที่มีความยาว 34 ฟุต (10.39 ม.) ซ้อนทับกัน 26 ครั้ง แม่นยำในระดับมิลลิเมตร โดยสามารถเก็บรายละเอียดได้แม้เพียงเล็กน้อยตลอดเส้นทาง

การสแกนด้านข้างของ MD-902 ด้วย Artec Leo

เพื่อช่วยในการจัดแนวที่เร็วขึ้นและการลงทะเบียนทั้งหมดของการสแกนในระหว่างขั้นตอนการประมวลผล จึงมีการใช้คุณสมบัติพื้นผิวเพิ่มเติมในรูปแบบของสเปรย์การสแกน 3D ที่ระเหยได้เอง

ความท้าทายเล็กน้อยระหว่างทาง

ในการเริ่มต้น การสแกนด้านล่างของ MD-902 ทำให้เกิดปัญหาหลายประการ โดยไม่ต้องมีลิฟต์เพื่อยกเฮลิคอปเตอร์ขึ้นจากพื้นโรงเก็บเครื่องบิน จำเป็นต้องคลานเข้าไปใต้ลำตัวเครื่องบินและทำการสแกน “จากพื้นดินขึ้นมา”

การสแกนส่วนล่างของลำตัวเครื่องบิน MD-902 ด้วย Artec Leo

การทำงานในพื้นที่คับแคบเช่นนี้ การจับ Leo ทำมุม 90 องศาเป็นเรื่องท้าทายในบางครั้ง เนื่องจากระยะสแกนไปยังลำตัวเฮลิคอปเตอร์มีขนาดเล็กมาก เพียง 13 นิ้ว (350 มม.) ในบางแห่ง

ความท้าทายอีกอย่างคือการสแกนใบพัดของเฮลิคอปเตอร์ การเข้าถึงพวกเขาจำเป็นต้องใช้แพลตฟอร์มงานยกระดับเคลื่อนที่ (MEWP) ของ Luxembourg Air Rescue เนื่องจากใบมีดมีความยาวมาก, บาง และเป็นสีดำ ซึ่งไม่มีลักษณะเด่นที่ช่วยในการติดตาม จึงจำเป็นต้องติดเทปกาวกับส่วนต่าง ๆ เป็นครั้งคราว

บันทึกทุกรายละเอียดด้วย Artec Leo

เมื่อต้องถ่ายภาพหน้าต่างของ MD-902 โชคไม่ดีที่ไม่อนุญาตให้ใช้สเปรย์สแกน ทีมงานได้รับอนุญาตให้ฉีดพ่นและสแกนหน้าต่างของเฮลิคอปเตอร์สาธิตที่อยู่ใกล้เคียงซึ่งมีหน้าต่างที่มีรูปร่างคล้ายกัน จากจุดนั้น การสแกนหน้าต่างเหล่านี้ได้รับการปรับให้พอดีกับกรอบหน้าต่างของ MD-902 โดยใช้ความพยายามเล็กน้อย

เมื่อการสแกนเสร็จสิ้น ในอีก 2 สัปดาห์ต่อมา ข้อมูลจะถูกประมวลผลในซอฟต์แวร์ Artec Studio ซึ่งการสแกนจะได้รับการปรับแต่ง, จัดแนว และนำมารวมกันเพื่อสร้างโมเดล 3D ที่มีความแม่นยำระดับมิลลิเมตรย่อยพร้อมสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย

การจัดแนวการสแกน Artec Leo & Ray ในซอฟต์แวร์ Artec Studio

Scan-to-CAD ทำได้ง่าย

แทนที่จะใช้การวัดด้วยตนเองของเครื่องบิน เช่น MD-902 ซึ่งจะต้องใช้เวลามากเกินควรและอาจเกิดข้อผิดพลาดจากผู้ปฏิบัติงาน หรือใช้พิมพ์เขียวแบบเก่าที่อาจถูกต้องหรือไม่ครบถ้วน มันง่ายกว่าและเร็วกว่ามาก เพื่อใช้โซลูชันสแกนเป็น CAD เพื่อเปลี่ยนโมเดล 3D ของเครื่องบินให้เป็นโมเดล CAD ที่แม่นยำ ซอฟต์แวร์ Artec Studio นำเสนอชุดเครื่องมือทั้งหมดที่ออกแบบมาเพื่อช่วยให้กระบวนการนี้คล่องตัวมากที่สุด

ไม่ว่าจะเป็น MD-902, Learjet หรืออะไรก็ตามที่ใหญ่กว่าหรือเล็กกว่านั้น การสแกน 3D ที่ทำด้วย Leo หรือ Ray สามารถส่งออกไปยังระบบ CAD ที่หลากหลาย ซึ่งจะใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงที่เชื่อถือได้สำหรับการร่างและการอัดขึ้นรูปโมเดล CAD ที่แม่นยำ

มุมมองจากบนลงล่างของโมเดล 3D MD-902 จากการสแกนของ Artec Leo & Ray

จากนั้น เมื่อถึงเวลาออกแบบภายในใหม่ (พิจารณาจากการสแกนห้องนักบินและ/หรือห้องโดยสาร) หรือการกำหนดค่าภายนอกสำหรับเครื่องบิน แบบจำลอง CAD ที่ได้จะระบุว่าจุดยึด, รูสลัก และหมุดย้ำอยู่ที่ไหนเช่นกัน มีพื้นที่สำหรับการติดตั้งส่วนประกอบและองค์ประกอบการออกแบบที่ต้องการ

มรดกทางวิศวกรรมย้อนกลับหรือชิ้นส่วนที่หายาก

สำหรับองค์กรหรือบริษัทใด ๆ ที่ทำการบินเป็นประจำและบำรุงรักษาฝูงบินที่มีอายุหลายสิบปี ความต้องการชิ้นส่วนและส่วนประกอบที่สำคัญต่อภารกิจอาจเกิดขึ้นซึ่งอาจมีระยะเวลารอคอยเป็นสัปดาห์หรือเป็นเดือน หรือไม่มีจำหน่ายเลย

ในกรณีเช่นนี้ ชิ้นส่วนเครื่องบินจำนวนมากสามารถถูกวิศวกรรมย้อนกลับผ่านโซลูชัน CAD และการสแกน 3D เช่น ด้วยเครื่องสแกน Artec Leo หรือ Artec Space Spider หลังจากนั้นจึงสามารถผลิตส่วนประกอบเหล่านี้ได้ตามต้องการ โดยใช้การผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ, การหล่อ, CNC, การกัดหรือเทคโนโลยีอื่น

มุมมองด้านข้างของชุดโรเตอร์ของรุ่น MD-902 3D

ยิ่งไปกว่านั้น แบบจำลอง CAD ที่สร้างจากการสแกน 3D เหล่านี้ยังสามารถใช้ร่วมกับ FEA (การวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด) เพื่อออกแบบและผลิตชิ้นส่วนอวกาศที่ได้รับการปรับปรุงซึ่งไม่มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์

ไม่ว่าจะเพื่อการติดตั้งเพิ่มเติมหรือการติดตั้งในอนาคต การสแกน 3D สำหรับการทำวิศวกรรมย้อนกลับเป็นโซลูชันที่พิสูจน์แล้วว่าใช้งานได้จริงสำหรับการบินและอวกาศที่ต้องการทั้งขนาดใหญ่และขนาดเล็ก เนื่องจากเทคโนโลยีก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในแต่ละปี ทำให้สามารถสร้างชิ้นส่วนที่เบาขึ้น, แข็งแรงขึ้น และมีราคาย่อมเยามากขึ้น และสักวันหนึ่ง ทั้งลำตัวและปีกทั้งหมด

การตรวจสอบเครื่องบิน 3D

เมื่อเครื่องบินทุกชนิดตั้งแต่เครื่องบินเบาไปจนถึงเฮลิคอปเตอร์หรือแม้แต่สายการบินโดยสารทำการบินหลายสิบถึงหลายร้อยครั้งทุกปี พวกมันจะต้องได้รับความเสียหายจากภายนอกบ้าง อาจเป็นเพราะพายุลูกเห็บตกหนัก, การร่อนลงอย่างหนัก, นกชน และการชนอื่น ๆ

การวัดและวัดปริมาณความเสียหายดังกล่าวอย่างรวดเร็วและแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญ ไม่เพียงแต่เพื่อวัตถุประสงค์ในการประกันเท่านั้น แต่ยังต้องเข้าใจขอบเขตของงานซ่อมแซมด้วย เพื่อให้มีเวลาหยุดทำงานน้อยที่สุดเท่าที่จะทำได้

ภาพระยะใกล้ของชุดประกอบหาง NOTAR ของโมเดล MD-902 3D

ด้วยการสแกนเฮลิคอปเตอร์หรือเครื่องบินลำอื่นแบบ 3D เช่นเดียวกับที่ทำกับ MD-902 ทำให้ง่ายต่อการใช้การสแกน 3D ที่ตามมาเป็นแบบจำลองพื้นฐานสำหรับการตรวจสอบพื้นผิวใน Artec Studio โดยใช้คุณลักษณะการทำแผนที่ระยะพื้นผิวของซอฟต์แวร์

ความเสียหายหรือการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในรูปทรงเรขาคณิตภายนอก แม้จะต่ำกว่ามิลลิเมตร จะมองเห็นได้ทันทีโดยใช้แผนที่ความร้อนที่อ่านง่าย การสแกนยังสามารถส่งออกไปยัง Geomagic Control X เพื่อความเป็นไปได้ในการตรวจสอบที่มากยิ่งขึ้น

การสแกนหาการวิเคราะห์อากาศพลศาสตร์ CFD

การทดสอบและทำความเข้าใจเกี่ยวกับหลักอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบินเป็นขั้นตอนแรกในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงและประสิทธิภาพการบินให้ดีขึ้น ทุกวันนี้ การทดสอบ CFD (พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ) มากกว่าที่เคยเป็นมา ไม่เพียงแต่ผู้ผลิตการบินและอวกาศเท่านั้นที่เข้าถึงได้ แต่ยังรวมถึงเจ้าของบริษัทและเอกชนด้วย

สิ่งที่เคยเป็นกระบวนการที่มีราคาแพงและซับซ้อน บัดนี้ง่ายต่อการนำไปใช้และดำเนินการตามต้องการ สิ่งที่จำเป็นในการเริ่มต้นคือโมเดล 3D หรือโมเดล CAD ที่แม่นยำของเฮลิคอปเตอร์หรือเครื่องบินลำอื่นที่มีปัญหา เช่น โมเดล 3D ของ MD-902 ที่สร้างขึ้นจากการสแกนของ Artec Leo ตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้

จากจุดนั้น เป็นไปได้ที่จะจำลองและศึกษาประสิทธิภาพด้านอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบินทุกลำพร้อมกับตัวแปรการออกแบบและโครงร่างลำตัวเครื่องบินมากมาย ในสภาพบรรยากาศที่หลากหลาย

สำหรับนักออกแบบการบินและอวกาศมีข้อดีมากมาย โมเดลต้นแบบเสมือนจริงที่มีการกำหนดค่าใหม่สามารถมีชีวิตขึ้นมาได้ภายในไม่กี่วัน แทนที่จะใช้เวลาเป็นสัปดาห์หรือเป็นเดือนแบบเดิม

จากนั้น ในระหว่างขั้นตอนการทดสอบการบินต้นแบบ โดยใช้เครื่องสแกน Artec Leo หรือ Artec Ray ขึ้นอยู่กับขนาดของเครื่องบิน สามารถทำการตรวจสอบแบบ 3D เพื่อเปิดเผยความอ่อนของโลหะ, ความเสียหายจากแรงกระแทก หรือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างอื่น ๆ ที่เกิดขึ้น

สรุป

แม้ว่าอาจหมายถึงวันของการสแกน และหลายวันหรือนานกว่านั้นในการประมวลผลข้อมูลการสแกนจำนวนมากเป็นแบบจำลอง 3D การลงทุนเวลาและพลังงานล่วงหน้าเพียงน้อยนิดนี้สามารถแปลงเป็นผลประโยชน์มากมายตลอดอายุการใช้งานของเฮลิคอปเตอร์หรือเครื่องบินลำอื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็นหน่วยเดียวหรือทั้งกองเรือ

ในโลกปัจจุบัน การได้รับผลลัพธ์ที่มีความทนทานสูงเร็วขึ้น, ง่ายขึ้น และมีค่าใช้จ่ายน้อยลงควรอยู่ในเรดาร์ของทุกคน ในอวกาศและความต้องการอื่น ๆ อีกมากมาย การสแกน 3D ด้วยเครื่องสแกน 3D ระดับมืออาชีพและซอฟต์แวร์ เช่น Artec Leo และ Ray ช่วยให้คุณมีพลังในการบรรลุเป้าหมายนี้