Buscando el escaneado 3D más flexible

TU Munich usa el HandySCAN 3D de Creaform para los proyectos de medición e investigación en la Cátedra de Sistemas Aeroespaciales

La Cátedra de Sistemas Aeroespaciales es una cátedra integradora que abarca las aeronaves en su totalidad y su integración en la aviación civil o militar. Además del diseño de aeronaves civiles y militares, se centra en la derivación y análisis de las condiciones límite de la aviación y en la evaluación de las aeronaves según estos requisitos y condiciones límite. Al ser una cátedra de la Facultad de Aviación, Astronáutica y Geodesia de la Universidad Técnica de Múnich, la Cátedra de Sistemas Aeroespaciales abarca el sistema complejo de la ingeniería aeronáutica en las subáreas de la enseñanza y la investigación.

El proyecto de investigación:

Dentro del marco del proyecto de investigación europeo FLEXOP (proyecto para la mejora de la rentabilidad económica mediante la expansión de la envoltura sin aleteo), se están desarrollando nuevos métodos y se están validando para pasar de estructuras de alas muy ligeras, y por lo tanto flexibles, al diseño de sistemas activos y pasivos para amortiguar el aleteo. En virtud del programa de investigación e innovación de la Unión Europea, Horizon 2020, hay colaboradores del sector de la investigación y del sector industrial de seis naciones distintas trabajando en la optimización de algoritmos de control, actuadores y diseños, así como en demostradores de vuelo no tripulados con envergaduras de 7 m y accionamientos de turbina en los que se probarán los enfoques desarrollados.

Se tuvieron que orientar distintos sensores en el demostrador de vuelos, como el tubo pitot para medir la velocidad del vuelo, en la dirección de vuelo con la mayor precisión posible para lograr mediciones sin errores. Con el fin de tener en cuenta los errores en los datos de medición provocados por un ángulo de instalación distinto de 0º, este ángulo se tuvo que determinar de manera muy precisa con un escáner 3D. El reto es que el ángulo en relación con el morro de la aeronave debe determinarse y el tubo pitot está unido a la punta del extremo del morro que tiene una longitud de aproximadamente 0,5 metros.

Digitalización del extremo del morro en un demostrador de vuelo no tripulado (por confirmar)

El segmento del fuselaje de la aeronave se escaneó en el área delantera (30 cm) con el escáner HandySCAN 3D de Creaform para generar mediciones para determinar un plano de referencia. El extremo del morro se digitalizó después y se usó para determinar el ángulo de instalación exacto. Sin el escáner 3D, habría sido difícil lograr mediciones precisas. El escáner HandySCAN 3D permitió un funcionamiento flexible, logró resultados rápidos y una precisión de 0,025 mm. Antes del escáner Creaform 3D, esas mediciones debían realizarse con sistemas fotograméticos costosos.

Ventajas de escaneado 3D

Un escáner 3D permite realizar múltiples mediciones distintas y ofrece numerosas aplicaciones en el Instituto de aviación y astronáutica en la TU Munich, cosas que no pueden hacer otros sistemas por completo. Las posibles aplicaciones incluyen el escaneado de piezas y componentes para crear conectores de unión precisos usando procesos de impresión 3D. Además se pueden definir las geometrías de los perfiles de las alas o propulsores de aeronaves comprados. Esto puede mejorar la precisión y simplicidad de determinadas tareas de medición e investigación. «La capacidad para escanear piezas relativamente pequeñas con el HandySCAN 3D así como estructuras grandes, como las alas con extensiones de varios metros con cargas estáticas, usando la cámara MaxSHOT 3D ha convencido a nuestra Cátedra de los sistemas de Creaform. El escaneado de componentes hasta completar una aeronave nos permite cuantificar las incertidumbres durante el proceso de construcción y producción. Podemos tener en cuenta sus efectos durante las pruebas de vuelo para la validación de simulaciones de diseños de aeronaves», explicó el profesor Mirko Hornung, doctor en ingeniería, titular de la Cátedra de Sistemas de Aviación de la Facultad de Aviación, Astronáutica y Geodesia de la TU Munich.

El sistema de medición óptica de coordenadas de Creaform, la MaxSHOT 3D permite la medición de estructuras de varios metros de longitud.

Las experiencias con el sistema son muy positivas. La adquisición y medición de componentes la pueden aprender rápidamente hasta personas sin experiencia. Estas tecnologías también pueden integrarse en una futura beca universitaria en la que los alumnos realicen tareas de medición.