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冲上云霄!3D扫描为人类飞行探索保驾护航

冲上云霄!3D扫描为人类飞行探索保驾护航

11月 15, 2021

自古以来,人类都有一个梦想,那就是像鸟儿一样在天空中飞翔。早在15世纪,达芬奇就在论文《论鸟的飞行》中阐述了关于鸟的飞行的相关原理,开始探索人类的天空之旅;1904年,莱特兄弟制造了螺旋桨飞机,创造了连续飞行59秒的记录;1919年,世界上第一架金属飞机诞生;二战后,随着各国相继推出大量新型飞机、直升机,航空业进入快速发展阶段;现下,飞机作为最为便利的交通工具之一,在人们的日常出行中发挥着重要的作用……

在人类不停地进行飞行探索的同时,安全飞行也是至关重要的一环,3D扫描检测扮演了不可或缺的角色,为安全飞行保驾护航。

那么问题来了,3D扫描技术在航空制造业中究竟能发挥多大的作用呢?

3D扫描技术在飞机开发设计、零构件制造、部件装配、整机总装、MRO等各个环节都能有所应用,并带来极大的效率提升。

 

开发设计

为适应市场需求的变化,即由提供更高、更快、更远(技术驱动型)的产品转为提供生产快、价格低、高性能(市场驱动型)的产品,航空工业逐渐采用新的综合性设计方法和手段取代传统的按序和迭代的飞机设计模式,如利用CFD(计算流体力学)进行数值模拟。

通过3D扫描技术,对飞机的各部分结构进行扫描,将获取的三维数据导入专业软件,生成CAD模型,为CFD分析模型提供数据支持,同时还可以测量和验证飞机操作测试中轻量的结构形变状况,以便于更快完成对飞机生产制造中的优化设计。

在结构设计阶段,小小的细节就可能造成研发过程停滞不前或者装备性能不达标,3D扫描技术作为一种高精度的三维数据获取方式,对飞机结构的逆向设计带来极大的助力,能帮助研发人员更好地理解设计理念、技术细节和技术路线,最后利用低成本实现飞机性能大突破。

飞机体积较大,普通的三维测量设备难以测量,手持式三维扫描仪高效便携,能随时随地开展扫描测量。比如思看科技的KSCANMagic系列复合式三维扫描仪,标配五种工作模式,内置全局摄影测量系统,精度高达0.020mm,以其无可比拟的扫描速度、精度、细节度、面幅、景深帮助客户高效轻松地从大型飞机上获取精确地3D数据, 为飞机及其零部件制造的二次开发和设计改良提供了可靠的三维数据基础。

 

 

MRO和损害评估

众所周知,在所有的交通方式中,安全系数最高的就是飞机出行。因为世界民航组织对飞机的操作、维修保养有严格的要求,据说,一架波音747飞机出厂时,所有资料手册可以装满一整架飞机。

MRO(Maintenance、Repair and Overhaul)即飞机的维护、维修与检修改造,MRO产业即航空业界的4S店。对于民航在役飞机的停机检测而言,在不损失精度的前提下越快完成检测评估,就能越大程度地为航空公司降低成本。毕竟航空业投资成本大,落地维护时,飞机在地面上每多停1小时就会造成很大的经济损失。

3D扫描技术凭借着其精准、高效、便携的先天优势,为解决这一棘手难题提供了全新思路。

机翼检测

当飞机在飞行过程中,机翼上下方的气流对机翼产生的压强会使机翼发生形变,这种形变无法直观地检测出来,飞行的安全性受到了极大的威胁。传统的方法是根据经验者设置标准,记录该机翼的累计飞行时间,若飞行时间达到一定量后,就需要更换机翼。

针对机翼飞行后出现的形变问题,思看科技提供了3D数字化解决方案。先使用全局摄像测量系统,获取机翼的空间定位点,再搭配手持式激光三维扫描仪进行三维数据的获取,最后扫描的三维数据与机翼的数模进行3D比较,计算出飞行后发现的形变量以及关键部位的尺寸,确保下次飞行安全。

 

发动机唇口3D快速测量

 

在飞机使用过程中,飞机机身和零部件在使用过程中难免会发生损坏,比如在飞行过程中会遭遇鸟击、雷击,导致发动机唇口发生形变甚至损坏,需要及时进行修复,避免造成安全事故。

飞机在航运状态时,只能在短暂的检修时间进行测量修复,但是发动机唇口体积较大,一般设计为圆滑过渡的变截面抛物线形状,且生产商不会提供原始数据,因此维修人员通过手工测量获取数据进行修复的难度极大,需要耗费大量时间,同时精度也无法保证。思看科技提供的解决方案,利用手持式三维扫描仪,配合MSCAN全局式测量系统,精准快速获取发动机唇口的三维数据,准确及时地发现故障隐患部位,为航空产品零部件的保养维修以及设计改良提供明确方向和数据支持。

 

除此之外,3D扫描技术还可应用于飞机零部件制造、检测。生成的3D模型还可以用于虚拟装配,即通过设计制造过程的三维可视化及空间交互实现以制造驱动设计。虚拟装配过程可以验证装配设计和操作的准确性,及时发现装配中将会出现的问题,进而对模型进行修改。

 

思看科技将继续致力于利用全球领先的3D扫描测量技术,助力飞机制造商解决制造过程中棘手的问题,为飞机生产制造的各个环节提供专业完善的3D数字化解决方案。