◎ ความท้าทาย：

การแปลงพื้นผิวอินทรีย์ที่ไม่มีพื้นผิวของเครื่องบินโบราณให้เป็นดิจิทัลด้วยความแม่นยำเพียงพอในการพัฒนาสำเนาดิจิทัล ซึ่งหากจำเป็น ก็สามารถนำมาใช้เพื่อสร้างอะไหล่ที่ใช้งานได้จริง

◎ วิธีแก้ปัญหา：

Artec Leo, Artec Studio

◎ ผลลัพธ์：

โมเดล 3D ที่มีรายละเอียดอย่างเหลือเชื่อ ซึ่งจับภาพห้องนักบินไฟเบอร์กลาสที่แวววาวและไม่มีคุณลักษณะของยานได้อย่างเต็มที่ และยังคงรักษาการออกแบบการทดลองอันเป็นเอกลักษณ์ในรูปแบบเสมือนจริง

◎ ทำไมต้อง Artec 3D ?：

หากไม่มี Artec Leo ไร้สายตัวแรกในอุตสาหกรรม การจับรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนและคลุมเครือของ Sadler Vampire แทบจะเป็นไปไม่ได้เลย การใช้เครื่องมือแก้ไขขั้นสูงของซอฟต์แวร์ Artec Studio พื้นผิวที่ซับซ้อนดังกล่าวสามารถจัดระเบียบได้ในภายหลังด้วยการคลิกเพียงไม่กี่ปุ่ม ทำให้ได้ตาข่ายที่มีรายละเอียดสูงซึ่งเตรียมไว้สำหรับวิศวกรรมย้อนกลับ

นักบินทดสอบในเครื่องบินเบา Sadler Vampire รูปภาพผ่าน Wikimedia Commons

เคยฝันที่จะบินขึ้นไปบนท้องฟ้าด้วยเครื่องบินของคุณเองและบินไปยังส่วนใหม่ของโลกทุกครั้งที่คุณต้องการหรือไม่? ความคาดหวังของอิสรภาพที่ไร้ขอบเขตดังกล่าวได้สร้างแรงบันดาลใจให้เกิดนวัตกรรมในการบิน และอุตสาหกรรมนี้ก็เต็มไปด้วยความพยายามที่จะทำให้จินตนาการนี้เป็นจริง

นับตั้งแต่ LearJet 23 เปิดตัวในปี 1964 โดยทำให้เครื่องบินเจ็ตส่วนตัวเป็นที่นิยม การออกแบบก็มีการพัฒนาก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็ว โดยบางส่วนกำหนดเป้าหมายไปที่การเดินทางทางอากาศที่หรูหรายิ่งขึ้น และบางส่วนก็ให้ความสำคัญกับสาธารณูปโภคเป็นหลัก

เครื่องบินที่มีความคิดสร้างสรรค์อย่างหนึ่งที่มาถึงในช่วงทศวรรษ 1980: Sadler Vampire แตกต่างจากบริษัทอื่น ๆ ตรงที่มีปีกแบบพับได้และโครงสร้างแบบฝักและบูม จนถึงทุกวันนี้ ยานลำนี้ยังคงได้รับความนิยมในหมู่นักบินเพื่อความบันเทิง และมีการนำการออกแบบมาใช้ใหม่หลายครั้ง มีอยู่ช่วงหนึ่งที่ได้เห็นการเปิดตัวเวอร์ชัน ‘Piranha’ ที่ติดตั้งปืนกลด้วยซ้ำ

อย่างไรก็ตาม ลักษณะการทดลองของเครื่องบินลำนี้ทำให้การออกแบบเครื่องบินไม่เคยถูกเก็บรักษาไว้ในรูปแบบ CAD และการจัดหาอะไหล่เป็นเรื่องยาก ท่ามกลางปัญหาด้านอุปทานที่กำลังเกิดขึ้น นักบินคนหนึ่งพยายามที่จะก้าวนำหน้าเกม โดยการแปลง Sadler Vampire ทั้งหมดเป็นดิจิทัลด้วยการสแกน Artec 3D

การแปลงไอคอนการบินให้เป็นดิจิทัล

นับตั้งแต่จำหน่าย Sadler Vampire ลำแรกเมื่อหลายสิบปีก่อน นักบินรายนี้ก็เริ่มคำนึงถึงความหายากของยานลำนี้มากขึ้น ดังนั้น ในกรณีที่มีอะไรเสียหายหรือต้องการแก้ไขด้วยตนเอง พวกเขาคิดว่าวิธีที่ดีที่สุดคือสร้าง “baseline” ของการออกแบบดิจิทัล

แม้ว่าโครงสร้างปีกของเครื่องบินจะเป็นสัน ทำให้ง่ายต่อการแปลงเป็นดิจิทัล แต่ห้องนักบินที่มีลักษณะคล้ายฝักสีขาวนั้นไม่มีหมุดย้ำ, ไม่มีพื้นผิว และทำจากไฟเบอร์กลาสสะท้อนแสง การถ่ายภาพโฟโตแกรมเมทรีเป็นทางเลือกหนึ่ง แต่โมเดลที่ได้จะต้องได้รับการล้างข้อมูลจำนวนมาก

หลังจากติดต่อ 3DMakerWorld เพื่อขอความช่วยเหลือแล้ว พันธมิตรเก่าแก่ในสหรัฐฯ ของ Artec ได้เสนอทางเลือกอื่น: การนำ Artec Leo มาใช้ แม้ว่า Artec Space Spider จะสามารถจับภาพเครื่องบินได้ด้วยความแม่นยำที่จำเป็นสำหรับวิศวกรรมย้อนกลับ แต่ความเร็วในการสแกน 35 ล้าน pts/วินาที ของ Leo จอแสดงผลในตัว และความสามารถรอบด้านโดยไม่ต้องใช้สายเคเบิล ทำให้เครื่องเหมาะสมกับงานนี้มากขึ้น

Chad Mees จาก 3DMakerWorld แปลงส่วนพ็อดของ Sadler Vampire เป็นดิจิทัลด้วย Artec Leo ขอบคุณภาพจาก 3DMakerWorld

“เรามีการจัดวางที่เปราะบาง มันอยู่บนแท่นเครื่องยนต์และมีลำแสงยาวลอดผ่าน ดังนั้นฉันจึงต้องหลบเลี่ยงเรื่องนั้น” Chad Mees วิศวกรของ 3DMakerWorld อธิบาย “ด้วย Artec Leo มันง่ายที่จะกลับด้าน แทรกเข้าไปในโพรง และบันทึกลักษณะภายใน ด้วยการใช้หน้าจอในตัว ฉันสามารถรับชมสิ่งที่ฉันกำลังทำและไม่ชนอะไรได้เลย!”

ข้อดีอีกประการหนึ่งของการนำการสแกน Artec 3D มาใช้ก็คือความแม่นยำในระดับสูงที่ทีมสามารถทำได้ โดยไม่จำเป็นต้องติดตามเป้าหมายหรือเครื่องหมาย สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่า Sadler Vampire จะไม่ได้รับความเสียหายระหว่างการแปลงเป็นดิจิทัล ปรับปรุงขั้นตอนการทำงานให้มีประสิทธิภาพ และทำให้สามารถเก็บข้อมูลทั้งหมดที่ต้องการได้ภายในไม่กี่นาที

สแกนเป็น CAD ใน Artec Studio

สำหรับวิศวกรรมย้อนกลับขั้นสูง บริษัทต่าง ๆ มักจะลงทุนในเครื่องมือเพิ่มเติม เช่น ที่ Geomagic นำเสนอสำหรับ SOLIDWORKS แต่ในกรณีนี้ Artec Studio ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามากเกินพอ

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Mees กล่าวว่าแปรงพ่ายแพ้ของการสแกน 3D และซอฟต์แวร์ประมวลผลข้อมูลสแกนนั้นยอดเยี่ยมในการกำจัดสิ่งแปลกปลอม โดยปกติแล้ว การทำเช่นนี้อาจเป็นเรื่องที่ท้าทายเนื่องจากรูปร่างตามธรรมชาติของห้องนักบิน แต่ด้วยเครื่องมือนี้ เขาสามารถมั่นใจได้ว่าพื้นผิวของชิ้นส่วนจะพอดีพอดี

ห้องนักบินโค้งแบบตาข่าย 3D ของ Sadler Vampire ขอบคุณภาพจาก 3DMakerWorld

“ในบางจุดที่เราอาจมีสิ่งประดิษฐ์เล็ก ๆ เราสามารถลบมันออกได้ด้วยเครื่องมือปรับให้เรียบของ Artec Studio” Mees กล่าว “แม้การสแกนจะไม่สมบูรณ์นัก แต่ซอฟต์แวร์ก็สามารถเชื่อมต่อพื้นผิวต่าง ๆ ได้อย่างง่ายดาย การล้างข้อมูลตรงไปตรงมามาก”

“การล้างข้อมูลของเราซึ่งเกี่ยวข้องกับส่วนประกอบต่าง ๆ ทั้งหมดนี้ทำได้สำเร็จใน Artec Studio ฉันไม่จำเป็นต้องแก้ไข Mesh อื่นใดอีก”

เมื่อมองย้อนกลับไป เขาเชื่อว่าเครื่องมือเพิ่มความหนาพื้นผิวของ Artec Studio จะทำให้กระบวนการง่ายยิ่งขึ้นไปอีก แวมไพร์มีรูปทรงแคบ ๆ มากมาย ซึ่งการจับทั้งสองด้านนั้นยุ่งยากมาก ปัญหาที่สามารถแก้ไขได้ด้วยการเพิ่มความหนาในบางจุด

แต่ถึงแม้จะไม่มีฟีเจอร์นี้ ในที่สุดผลลัพธ์ของ mesh ก็สามารถส่งออกและเปลี่ยนเป็นโมเดล 3D ที่มีพื้นผิวเต็มรูปแบบได้ในที่สุด โดยมีระดับรายละเอียดเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่จำเป็นสำหรับวิศวกรรมย้อนกลับ

ตาข่าย 3D ของท่อส่วนบุคคลที่สกัดจาก Sadler Vampire ขอบคุณภาพจาก 3DMakerWorld

โอกาสการวิเคราะห์และอัปเกรด

ในอนาคต คิดว่าลีโออาจมีศักยภาพในการสแกนเครื่องบิน 3D เพิ่มเติม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการทดสอบแบบไม่ทำลาย (NDT) และพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ (CFD)

แม้ว่าคุณจะสามารถสร้างแบบจำลองเครื่องบินที่สมบูรณ์แบบอย่างแวมไพร์ได้ด้วยตนเอง แต่ Mees บอกว่าสิ่งนี้ “จะไม่แสดงให้คุณเห็นจริง ๆ ถ้ามันถูกสร้างขึ้นอย่างถูกต้อง” ในทางกลับกัน ด้วยการสแกน Artec 3D เขากล่าวว่าคุณสามารถจับภาพส่วนโค้งและป้อนข้อมูลผลลัพธ์ลงในการจำลอง CFD ที่ช่วยให้คุณวิเคราะห์ว่าอากาศปั่นป่วนส่งผลต่อประสิทธิภาพของยานอย่างไร

ในขณะนี้ เจ้าของ Vampire ไม่ได้วางแผนการวิเคราะห์ CFD ใด ๆ แต่ตอนนี้พวกเขามีไฟล์การออกแบบที่สามารถเปลี่ยนกลับได้ในกรณีที่พวกเขาตัดสินใจที่จะอัปเกรดหรือต้องการอะไหล่

“Artec Leo เป็นสัตว์ที่เหมาะกับสิ่งนี้อย่างยิ่ง เนื่องจากมีมุมมองที่กว้างกว่าและความคล่องตัว” Kevin Stucky ที่ปรึกษาด้านการสแกน 3D ของ 3DMakerWorld กล่าวเสริม “คงจะลำบากมากหากเข้าไปในพื้นที่ปิดหรือลากแล็ปท็อปมาไว้ในการตั้งค่าของเรา การสแกนยังปราศจากเสียงรบกวน และความยืดหยุ่นอันน่าทึ่งของลีโอก็ยอดเยี่ยมมากที่ได้เห็น”

“การวัดที่แม่นยำ (เหมือนที่เราได้มาที่นี่) แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยหากเราไม่ใช้การสแกน 3D ของ Artec Leo”