Creaform aplica sus amplios conocimientos en ingeniería inversa a la creación de un prototipo de trimarán de categoría olímpica adaptado para atletas con algún tipo de discapacidad.
Gracias a MetraSCAN 3D y a la ingeniería inversa, Creaform y los estudiantes de la École Normale Supérieure de Cachan (Francia) están trabajando en la metamorfosis de un nuevo tipo de trimarán: la Kiteboatspeed (KBS), una lancha motora impulsada por cometa. El nuevo diseño del casco permite una aplicación totalmente novedosa del trimarán, que además podrá ser pilotado por personas que presenten algún tipo de discapacidad. Para conseguirlo, Creaform se está encargando del escaneado en 3D y los estudiantes de los procesos de ingeniería inversa.
Proyecto Kiteboatspeed: todo un desafío humano y tecnológico
Desde 2007, el equipo de la KBS ha estado desarrollando esta embarcación de alto rendimiento única en su clase, equipada con alas e impulsada por una cometa. La idea que sus creadores, Christophe Martin y Christophe Ballois, es introducir un concepto de navegación totalmente novedoso. “Se trata de un desafío de plena actualidad, puesto que combina innovación tecnológica con retos deportivos. También es una experiencia humana, ya que lo que busca es que incluso personas que presentan algún tipo de discapacidad puedan alcanzar un estado de autotrascendencia”. El equipo piensa que en los próximos años se celebrarán regatas en las que participarán embarcaciones con diseños basados en la KBS. En colaboración con la École Normale Supérieure de Cachan, el equipo de la KBS está centrado en crear un nuevo tipo de embarcación que en un futuro cumpla los requisitos necesarios para participar en los Juegos Olímpicos. Uno de sus objetivos es que la embarcación sea igual de accesible y ofrezca el mismo rendimiento para cualquier capitán, ya sea hombre o mujer, y presente o no algún tipo de minusvalía. Por eso es fundamental desarrollar un prototipo que garantice tanto el rendimiento como la seguridad del capitán.
École Normale Supérieure de Cachan: gran riqueza histórica
La ENS de Cachan goza de gran prestigio por su gran excelencia académica. Los primeros departamentos se crearon en 1891. En colaboración con varias Grandes Écoles francesas, su objetivo es el de formar a expertos en la enseñanza técnica. En 1932, pasó a denominarse École Normale Supérieure de l’Enseignement Technique (ENSET). En 1985, ENSET Cachan pasó a ser ENS Cachan y obtuvo un estatus idéntico al de otras ENS de vocación científica, cultural y profesional. El objetivo de ENS es formar a profesores e investigadores del sector público y privado, así como formar a gerentes (tanto del sector público y privado, como de instituciones comerciales e industriales).
La ingeniería inversa al servicio del proyecto
Con el fin de hacer frente a las necesidades técnicas y mecánicas del equipo de la KBS, se llegó a la conclusión de que se necesitaba un modelo en 3D de la estructura existente. En concreto, ENS Cachan y el equipo de la KBS están intentando desarrollar una solución híbrida que logre combinar el casco y el ala de la cometa. Los capitanes necesitan un análisis del trimarán para modificar la embarcación en función de sus necesidades específicas.
In 2014, ENS Cachan asks Creaform to partner with them in order to do so. « We must scan the existing to test the modifications virtually, come up with a 3D print and assemble all the parts, to get a miniature model that will support the team in their presentations and communications. » One of the goals is to get a CAD model to define modular control solutions that will help adapt the boat to different types of disabilities. In order for ENS students to work from a 3D model, and to do the reverse engineering, 3D scanning of several parts is required.
En 2014, ENS Cachan pide a Creaform colaborar con ellos para lograr este objetivo. “Debemos escanear el diseño existente para probar las modificaciones de manera virtual, realizar un diseño en 3D y montar los distintos componentes, para así obtener un modelo en miniatura que sirva de ayuda al equipo en sus presentaciones y comunicaciones”. Uno de los objetivos es conseguir un modelo CAD para definir soluciones de control modular que ayuden a adaptar la embarcación a diferentes tipos de discapacidades. Para que los estudiantes de la ENS puedan trabajar a partir de un modelo en 3D y llevar a cabo los procesos de ingeniería inversa oportunos, es necesario realizar el escaneado en 3D de varios componentes.
Puesto que el Laboratoire Universitaire de Recherche en Production Automatisée (LURPA) de ENS Cachan solo cuenta con un sensor de doble cámara C-Track de de Creaform, dos especialistas técnicos acudieron a las instalaciones para realizar el escaneado, con ayuda del escáner CMM óptico MetraSCAN 3D y del sistema de fotogrametría MaxSHOT 3D. Gracias a la precisión de MetraSCAN 3D de Creaform y a la gran eficacia de MaxSHOT 3D, el escaneado del trimarán se realiza con una precisión óptima, incluso en condiciones que no serían adecuadas si el equipo estuviera utilizando otros sistemas de medición convencionales.
Ingeniería inversa: procesos de escaneado para mejorar el producto final
Con el fin de crear los modelos que el equipo no tiene a su disposición, primero se desmonta el trimarán. De este modo, los expertos de Creaform pueden escanear de manera individual ambos flotadores, ambos brazos y el casco central del barco.
El escaneado del casco del trimarán se realiza del siguiente modo:
- Instrumentación del casco: colocación de los indicadores, los objetivos y los objetivos de referencia.
- Fotogrametría con ayuda de MaxSHOT 3D de Creaform.
- Escaneado del medio casco con ayuda de MetraSCAN 3D de Creaform.
- Adquisición de la nube de puntos realizada por partes de los expertos de Creaform.
- Tratamiento de las mallas.
- Reconstrucción de la simetría y del casco completo.
- La parte central del casco y otras piezas del barco se imprimen en 3D utilizando tiras de plástico ABS para obtener un prototipo.
- Tratamiento de la superficie y montaje de las piezas.
El equipo está satisfecho.
El equipo está muy satisfecho con los resultados. El equipo logra producir una impresión en 3D y monta las distintas piezas para crear un modelo en miniatura que se empleará en presentaciones y comunicaciones. Los objetivos para el otoño de 2014 son definir la distribución de los puntos de rotura de la estructura del trimarán y realizar una simulación tras las nuevas modificaciones en 3D.
Con ayuda de las soluciones de metrología de Creaform, es posible escanear volúmenes similares al del trimarán, con un tamaño de 6 m x 5 m x 1 m. También habría sido posible recrear la geometría 3D utilizando un software de modelado. Sin embargo, habría sido un proceso largo y difícil, teniendo en cuenta la compleja geometría del casco y de los brazos de la embarcación. La experiencia demuestra que entre las exclusivas ventajas que ofrecen las soluciones metrológicas de Creaform cabe destacar la posibilidad de recrear objetos en 3D de modelos inexistentes o que faltan, independientemente de la inestabilidad de las condiciones medioambientales.
Para los estudiantes de la ENS, el éxito de este proyecto supone una satisfactoria experiencia académica. En primer lugar, es una gran oportunidad para que puedan aplicar sus nociones académicas en un contexto real y, en segundo lugar, les permite adquirir experiencia con dispositivos de escaneado de última tecnología.
Creaform en el contexto educativo
Aunque las soluciones ópticas de mediciones dimensionales son relativamente nuevas en el mercado de la metrología, no cabe duda de que han llegado para quedarse. Son muchos los expertos en diseño y control de calidad que consideran que las tecnologías de mediciones ópticas van a desempeñar un papel crucial en el sector de las mediciones dimensionales, sobre todo en lo que a aplicaciones industriales se refiere. Creaform ofrece dispositivos de medición óptica en 3D fáciles de usar y de gran precisión.
Las tecnologías en 3D y mediciones ópticas en 3D de Creaform se están convirtiendo en una constante en el sector de la metrología. De hecho, desde 2005, son cada vez más las instituciones de todo el mundo que las utilizan y ofrecen formaciones básicas. Siempre pendientes de estar a la última en lo que a tecnología se refiere, se aseguran de que tanto investigadores como profesores y estudiantes se familiaricen con estos equipos y puedan utilizarlos a la perfección.
Tras un año de colaboración con ENS Cachan, se ha validado una solución que permite dirigir de forma remota el ala de la cometa, una solución que el equipo aplicará al actual prototipo utilizado en las pruebas reales realizadas en otoño de 2014.
Los objetivos que se pretenden conseguir durante el otoño de 2014 son determinar la distribución de los puntos de rotura del trimarán y simular los esfuerzos teniendo en cuenta las nuevas modificaciones en 3D.
