Vermessung einer Junkers JU-52 NG

HandySCAN 3D hilft bei detaillierter Vermessung von Einzelteilen und Teilekomponenten

Die JUNKERS Flugzeugwerke AG in Widnau, Schweiz, hat es sich zur Aufgabe gemacht, alte Luftfahrt-Traditionsmarken wiederzubeleben. Die Tradition der JUNKERS Flugzeugwerke AG mit ursprünglichem Sitz in Dessau, Deutschland, reicht dabei weit über 100 Jahre zurück und wurde von Professor Hugo Junkers (1859 bis 1935) gegründet, der mit seinen vielseitigen Patenten die Entwicklung der Luftfahrt im 20. Jahrhundert nachhaltig beeinflusste.

Mit dem flugfähigen Nachbau einer JUNKERS F 13 erreichten die heutigen JUNKERS Flugzeugwerke in Widnau das erste große Ziel. Im September 2016 ging dieser Traum mit dem Jungfernflug des Nachbaus des ersten Ganzmetall-Verkehrsflugzeugs in Erfüllung und begeistert seit jeher Luftfahrtbegeisterte rund um den Globus. Seit 2018 startete die Kleinserienproduktion der Junkers F13.

2019 startete die Modernisierung der Ju 52, des zweiten Großprojekts der Junkers Flugzeugwerke AG, mit dem Ziel, die „alte Tante Ju“ wieder für die Passagierbeförderung zuzulassen und damit ein weiteres Highlight der Luftfahrtgeschichte zu restaurieren.

Ansprüche an einen 3D-Scanner

Im vorliegenden Projekt, sollte eine JU-52 auf Basis der historischen JU 52 aber angepasst and die heutigen Standards an ein Flugzeug nachgebaut werden. Eine der Hauptherausforderungen war, ein komplettes Flugzeug mit 3D Messtechnologie von innen und von außen zu erfassen. Diese Aufgabe wurde von einer externen Vermessungsfirma durchgeführt.

Im Verlauf des Projekts wurden jedoch auch immer häufiger Detailaufnahmen von Einzelteilen oder kleinen Teilkomponenten benötigt, um solide und exakte Design Daten zu reproduzieren. Es wurde daher beschlossen, einen handlichen 3D Scanner zu beschaffen, der möglichst viele Qualitätsansprüche erfüllen sollte:

• Scanqualität: Genauigkeit, Reproduzierbarkeit, Flexibilität bei Auflösung von Scan
• Mobilität: Die komplette Hardware sollte sicher und praktikabel transportierbar sein.
• Handgeführtes System: Der Scanner sollte möglichst klein und handlich sein, damit auch in verwinkelten Abschnitten exakte Scans erzeugt werden können, ohne dass extra dafür Bauteile demontiert werden müssen.
• Stabile Hardware: Die Hardware sollte zu einem gewissen Grad den täglichen Belastungen, welche in einer Werkstatt vorkommen, standhalten (Bsp. Dreck, Staub, Vibration). Natürlich unter der Annahme, dass das Equipment auch genügend geschützt, gereinigt und mit Sorgfalt behandelt wird.
• Betriebssoftware: Die Software, mit welcher die Scans erstellt, angezeigt und verarbeitet werden, sollte benutzerfreundlich und stabil sein.
• Kompatibilität: Die Betriebssoftware sollte mit den gängigen Computerbetriebssystemen kompatibel sein und harmonieren. Ebenfalls sollen die erzeugten 3D-Scan Daten in gängige Dateiformate exportiert werden können, damit ein reibungsloses Arbeiten gewährleistet ist.
• Unterhalt: Optimal sollte die Wartung nach der Anschaffung unkompliziert und kostengünstig sein. Konkret äußert sich dies auch mit schnell erhältlichen Ersatzteilen (falls benötigt) und gutem Kundenservice seitens des Herstellers oder Vertreibers.

HandySCAN 3D beim Scannen eines Stoßdämpfers

Nachdem wir durch eine Partnerfirma bereits Erfahrungen mit dem HandySCAN 3D der Firma Creaform sammeln und uns so bereits vom Produkt überzeugen konnten, haben wir uns zur Anschaffung dieses Systems entschlossen. Zusätzlich war ein wichtiges Argument, dass der Scanner auch für präzise 3D-Messungen geeignet ist“, erklärt Romario Odermatt, Certification Coordinator bei JUNKERS Flugzeugwerke AG.

Die Implementierung des 3D-Scanners war für Computer affine Personen leicht und gut verständlich. Bei Personen mit weniger Erfahrung musste mehr Zeit in die Ausbildung investiert werden. Trotzdem konnten zum Schluss alle Zielpersonen eigenständig brauchbare 3D-Scans erzeugen.

Teilprojekt als Beispiel für Einsatz des HandySCAN 3D bei der Vermessung eines Einzelteils

Im Rahmen des Neubaus der JU-52 sollte ein 3D-Modell von Stoßdämpfern vom Heckfahrwerk erstellt werden.

Hierfür wurde ein Stoßdämpfer der Original-JU 52 mit dem HandySCAN 3D und der 3D-Scanningsoftware VXelements gescannt. Mit Scan-zu-CAD Softwaremodul VXmodel wurden die Scandaten finalisiert und für das Reverse Engineering aufbereitet und der Stoßdämpfer digital rekonstruiert werden. In diesem konkreten Beispiel sind besonders die Anschlusspunkte von hoher Relevanz. Die Anschlusspunkte müssen besonders genau erfasst werden, weil diese und auch die Gegenstücke exakt nachproduziert werden müssen können. Beim Rest des Dämpfers reicht die grobe Dimension, da es sich dann beim Nachbau um eine Neukonstruktion handelt.

3D-Scan des Stoßdämpfers in der VXmodel Software

Zusammen mit weiteren 3D-Scans der angrenzenden Einzelteile kann bei Bedarf mit einer CAD-Software das ursprüngliche Design nach heutigen Industriestandards überholt und optimiert werden. Das kommt der Sicherheit und Gewichtoptimierung zugute.

Simple Einzelteile werden bei JUNKERS in der Regel mit konventionellen Messgeräten vermessen und reproduziert. Bei komplexeren Formen kommt der HandySCAN 3D von Creaform zum Einsatz. Manchmal werden aber auch kleinere Baugruppen gescannt, um eine digitale Darstellung zu erhalten, welche für Visualisierungen des Projekts oder als Vorlage für Engineering-Arbeiten genutzt werden können

„Durch die 3D-Messtechnik konnten unsere Re-Engineering Prozesse maßgeblich vereinfacht und deren Qualität gesteigert werden. Insgesamt resultierten so hochwertige Basisdaten, was die nachfolgenden Arbeitsschritte deutlich vereinfacht und den Arbeitsaufwand für allfällige Designrevisionen reduziert“, kommentiert Herr Odermatt. „Ohne die Creaform-Messtechnik hätte das Projekt vermutlich deutlich mehr Zeit in Anspruch genommen, und wir hätten mehr Personal für die Datenaufnahme benötigt. Mit dem HandySCAN 3D hat Creaform ein hochwertiges und präzises Produkt geschaffen, welches vielseitig für diverse Engineering Aufgaben einsetzbar ist und mit welchem schnell qualitativ hochwertige 3D-Dateien erstellt werden können.“