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Engineering eines Flugzeuginnenraums - vom Scan zum 3D-Modell

Engineering eines Flugzeuginnenraums - vom Scan zum 3D-Modell

Engineering-Dienstleistungen spielen in vielen Industrien eine wichtige Rolle und immer mehr Unternehmen beschließen, 3D-Engineering-Dienstleister zu engagieren, um konkrete und anspruchsvolle Projekte durchzuführen.

Das Engineering Projekt

Das Schweizer Unternehmen Jet Aviation AG, eines der weltweit führenden Dienstleistungsunternehmen innerhalb der Geschäftsluftfahrt, hat den Creaform 3D Engineering Service beauftragt, ein 3D-Modell eines leeren Boeing 737-800 Innenraums zu erstellen. Ziel war es, den Innenraum virtuell darzustellen, damit Jet Aviation das Interieur designen und fertigen kann.

3D Modelle können vor der Verfügbarkeit des Flugzeugs bereitgestellt werden. Dies erlaubt es den Ingenieuren, schon vorab mit dem Design für den Umbau zu beginnen und dabei die Sicherheit zu haben, dass die Konstruktion nur ein Minimum an Eingriffen in die vorhandenen Systeme und Strukturen des Flugzeugs erfordert. Ein weiterer wichtiger Vorteil ist, dass die Risiken des Projekts im Vorfeld gesenkt werden, indem potentielle mechanische Störzonen im Voraus erkannt kostenintensive Design reduziert werden. Die 3D Modellierung bietet außerdem ein erweitertes Context Management (d.h. eine visuelle Plattform,  welche die Wechselbeziehung der Konstruktion über alle Ingenieurdisziplinen aufzeigt und potenzielle Konflikte offenbart/verhindert).

Der Creaform 3D Engineering Service wurde beauftragt, die Kabine und den Laderaum einer leeren Boeing 737-800 zu scannen. Der Prozess beinhaltete ein Vorbereitungstreffen auf einem Flugplatz in Deutschland  zwischen dem Flugzeugbetreiber, Jet Aviation und Creaform.

Im Sommer 2011 wurde das Flugzeug in einem Hangar gerollt und für drei Wochen auf Stützfüße gehoben. Die Stützvorrichtung stellte sicher, dass das Flugzeug während der Dauer des Scans fixiert war, um eine gleichmäßige Datenerfassung sicherzustellen. Im Innenraum wurden die Bodenplatten, die Verkleidungen entfernt, um die zu scannende Struktur und Systeme freizulegen.

Engineering eines Flugzeuginnenraums - vom Scan zum 3D-Modell

Ein Team von Applikations-Ingenieuren von Creaform digitalisierte dann den Flugzeuginnenraum mit HandySCAN 3D scanners, a Leica long-range scanner, MetraSCAN 3D mit C-Track und einem System für Photogrammetrieaufnahmen. Sobald ein Abschnitt erfasst, zusammengeführt und nachbearbeitet war, wurden die Dateien an CAD-Abteilung von Creaform nach Kanada, gesendet, um zu einem CAD-Modell rekonstruiert zu werden. Während das Modell konstruiert wurde, hat Creaform fortlaufend Zwischenergebnisse an den Kunden Jet Aviation geschickt, damit die Arbeit parallel bewertet und validiert werden konnte.

Engineering eines Flugzeuginnenraums - vom Scan zum 3D-Modell

Datenverarbeitung und Konstruktion eines 3D-Modells

Mit der Software CATIA V5 rekonstruierten die Designer den Innenraum des Flugzeugs, einschließlich der verschiedenen Flugzeugelemente wie Decken- und Bodenspanten und -platten, Rahmen, mechanische Komponenten und verschiedene Arten von Verrohrungen und Verkabelung.

Die Arbeit wurde gemäß der Flugzeugabschnitte in mehrere Sektionen unterteilt. Mit Hilfe der Scandaten wurden Volumenmodelle der Flugzeug-Elemente rekonstruiert. Aus diesen Volumenmodellen können Schnittzeichnungen erstellt und konstruktive Ebenen sowie Oberflächen daraus abgeleitet werden. Für einteilige Objekte wurde das Volumenmodell entweder durch die mathematische Methode der Extrusion oder durch Unterteilung des Scans in vektorisierbare Flächen erzeugt. Zusammengesetzte Teile (z.B. im Falle bestimmter Mechanismen) wurden in geometrische Grundelemente zerlegt, die mit einfachen geometrischen Funktionen erstellt werden konnten.

Oberflächen-Modelle wurden verwendet, um einige Flugzeugkomponenten zu rendern, deren Formen zu komplex waren. Aus den Oberflächenmodelle wurden dann unter Annahme einer konstanten Wandstärke Volumenmodelle der Komponenten erzeugt, wie z.B. bei den Rollen, welche die die Steuerleitungen führen. Diese Art der Rekonstruktion ermöglichte einen hohen Grad an Präzision. Zudem konnten die rekonstruierten Komponenten an verschiedenen Stellen des 3D-Modells wiederverwendet werden.

Engineering eines Flugzeuginnenraums - vom Scan zum 3D-Modell

Um das Projekt zu vollenden, wurden alle rekonstruierten Komponenten zusammengefasst und ein komplettes 3D-Modell des Boeing 737 Innenraums erzeugt. Diese virtuelle 3D-Reproduktion wurde an Jet Aviation geliefert, wo anhand dieser Datenbasis die Inneneinrichtung des Flugzeugs  entworfen, produziert und montiert wird.

„Ich bin mit dem erfolgreichen Abschluss dieses 3D-Scan-Projekts sehr zufrieden. Creaform hat eine gute Kommunikationsbrücke aufgebaut, die es im Voraus erlaubte, Anforderungen  und deren fortlaufende Validierungen zu handhaben. Das gesamte Creaform Team, sowohl in Frankreich als auch in Kanada, hat ein hohes Maß an Professionalität und Kompetenz an den Tag gelegt", erklärt Andy Yznaga, Manager Completions Engineering Structures bei Jet Aviation. „Jet Aviation hat erheblich in 3D-Techniken für den Design und Bau von Innenräumen investiert und die Creaform Technologien werden Jet Aviation helfen, einen größeren Nutzen aus diesen Investitionen in 3D-Werkzeuge zu ziehen. Zusätzlich ist es aus Projektsicht hilfreich, dass wir bereits im Vorfeld des Projektes Zugang zu  verlässliche Daten haben, um  technische Risiken zu mindern. Diese Daten sind ein zuverlässiger Ersatz für den tatsächlichen Zugang zum Flugzeug.“

Jet Aviation und Creaform haben gemeinsam etwa fünf Monate an der Erstellung und Überprüfung des Modells gearbeitet.

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Über Jet Aviation AG

Jet Aviation, eine hundertprozentige Tochtergesellschaft von General Dynamics (NYSE: GD), wurde 1967 in der Schweiz gegründet und gilt heute als eines der führenden Dienstleistungsunternehmen innerhalb der Geschäftsluftfahrt. Fast 5.000 Mitarbeiter bieten auf die Kundenbedürfnisse ausgerichtete Dienstleistungen an 26 Standorten in Europa, dem Mittleren Osten, Asien sowie Nord-und Südamerika an. Die Dienstleistungen umfassen: Wartung und Reparatur, Flugzeug-Innenausbau und -umbau, Engineeringarbeiten, Bodendienste und Abfertigung sowie Flugzeug-Management, Airtaxi, Flugzeugverkauf und Personalvermittlung. Die beiden Niederlassungen von Jet Aviation in Europa und den USA betreiben weltweit eine Management- und Airtaxiflotte von mehr als 200 Flugzeugen.

www.jetaviation.com