Ricerca nel campo delle scansioni 3D flessibili

La TU Munich utilizza HandySCAN 3D di Creaform per progetti di misurazione e ricerca per il corso di sistemi aerospaziali

Il corso per i sistemi aerospaziali si occupa in modo integrato degli aeromobili nella loro interezza e dell’integrazione degli stessi nell’aviazione civile e/o militare. Oltre alla progettazione degli aeromobili civili e militari, il corso si occupa della derivazione e dell’analisi delle condizioni limite del trasporto aereo e della valutazione degli aeromobili in base a tali condizioni e requisiti. Quale corso della Facoltà di Aviazione, Astronautica e Geodesia dell’Università Tecnica di Monaco, il corso per i sistemi aerospaziali si occupa del complesso sistema dell’ingegneria aeronautica nei campi specifici dell’istruzione e della ricerca.

Il progetto di ricerca:

Nel quadro del progetto di ricerca europeo FLEXOP (Flutter Free Envelope Expansion for Economical Performance Improvement, Ottimizzazione dell’eliminazione del flutter per un miglioramento del rendimento economico) vengono sviluppati e convalidati nuovi metodi per la realizzazione di strutture alari leggere e flessibili per la progettazione dei sistemi attivi e passivi atti allo smorzamento del flutter. Nell’ambito del programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell’Unione Europea, i partner di ricerca e industriali di sei nazioni stanno lavorando su algoritmi di controllo, attuatori, ottimizzazione del progetto, simulatori di volo senza pilota con apertura alare di 7 m e motori a turbina atti a verificare gli approcci sviluppati.

Sul simulatore di volo erano presenti diversi sensori, come ad esempio un tubo di Pitot per misurare la velocità di volo, che occorreva orientare nel modo più accurato possibile nella direzione del volo per ottenere misurazioni prive di errori. Per compensare gli errori dei dati misurati dovuti a un angolo di installazione diverso da 0°, occorreva calcolare questo angolo in modo molto accurato eseguendo una scansione 3D. L’aspetto più complesso era legato alla necessità di individuare un angolo rispetto alla prua del velivolo e agganciare il tubo di Pitot alla punta del boma della prua, che è lungo circa 0,5 m.

Digitalizzazione del boma della prua di un simulatore di volo senza pilota

È stata eseguita la scansione di un segmento della parte anteriore della fusoliera dell’aeromobile (30 cm) usando lo scanner HandySCAN 3D di Creaform per ottenere misurazioni in grado di determinare un piano di riferimento. Il boma della prua anteriore è stato digitalizzato e utilizzato per determinare l’esatto angolo dell’installazione. Senza uno scanner 3D, sarebbe stato difficile ottenere misurazioni accurate. HandySCAN 3D ha offerto un funzionamento flessibile, risultati rapidi e un’accuratezza di 0,025 mm. Prima dell’utilizzo dello scanner 3D di Creaform, occorreva eseguire tali misurazioni usando costosi sistemi fotogrammetrici.

Vantaggi della scansione 3D

Grazie allo scanner 3D, l’Istituto per l’Aviazione e l’Astronautica della TU di Monaco può eseguire una vasta gamma di misurazioni diverse e gestire numerose applicazioni, impossibili da realizzare in modo completo con altri sistemi. Le potenziali applicazioni di questa tecnologia comprendono la scansione di parti e componenti per la creazione (utilizzando i processi di stampa 3D) di accessori installabili con accuratezza. Inoltre, è anche possibile definire le geometrie del profilo alare o delle eliche degli aeromobili acquistati. In questo modo è possibile migliorare l’accuratezza e la semplicità delle attività di misurazione e ricerca. “La possibilità di usare HandySCAN 3D per la scansione di parti relativamente piccole e strutture di grandi dimensioni con MaxSHOT 3D, come ad esempio le ali con apertura di diversi metri sotto carichi statici, ha convinto il corso della validità dei sistemi Creaform. La scansione dei componenti e persino di un aeromobile intero consente di quantificare le incertezze del processo di costruzione e produzione. Possiamo compensare tali effetti durante i test di volo e convalidare le simulazioni di progettazione degli aeromobili”, ha spiegato il Prof. Dr. Mirko Hornung, Direttore corso per i sistemi aerospaziali della Facoltà di Aviazione, Astronautica e Geodesia della TU di Monaco.

MaxSHOT 3D, il sistema di misurazione a coordinate ottiche di Creaform, consente di misurare strutture di diversi metri di lunghezza.

Le esperienze offerte dal sistema sono state sempre positive. L’acquisizione e misurazione dei componenti sono operazioni semplici da apprendere anche per il personale inesperto. È possibile integrare queste tecnologie anche in un futuro tirocinio universitario in cui gli studenti dovranno svolgere attività di misurazione.

Storia della Facoltà di Aviazione, Astronautica e Geodesia per i sistemi aerospaziali dell’Università Tecnica di Monaco

Grazie all’iniziativa del direttore dell’Istituto per l’Aviazione e l’Astronautica dell’Università Tecnica, il Prof. Dr. Ing. Harry O. Ruppe, la Facoltà per la tecnologia aeronautica è stata fondata il 18 settembre 1989. All’inizio del semestre invernale 1989-1990, il Prof. Ing. Gero Madelung, che ha lavorato per anni nella gestione della Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, ha assunto la presidenza della Facoltà come primo professore ordinario. Dopo 5 anni, la Facoltà è stata ufficialmente affiliata all’Università Tecnica di Monaco. Dopo il pensionamento del Prof. Madelung, il Prof. Dr. Ing. Dieter Schmitt è stato incaricato della docenza nell’estate del 1996. A partire dall’abbandono del Prof. Dr. Ing. Dieter Schmitt, avvenuta nel settembre 2002, la Facoltà è stata temporaneamente guidata dal Prof. Dr. Ing. Horst Baier. Dal gennaio 2010, la ex-Facoltà per la tecnologia aeronautica è guidata dal Prof. Dr. Ing. Mirko Hornung, assumendo la denominazione di Facoltà per i sistemi aerospaziali.

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