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航空機内装のエンジニアリング – スキャンから3Dモデリングまで

航空機内装のエンジニアリング – スキャンから3Dモデリングまで

エンジニアリングサービスは多くの業界で重要な役割を果たしており、難易度の高い特定のプロジェクトの遂行にあたり3Dエンジニアリングサービスプロバイダーに依頼する企業が増えています。

エンジニアリングプロジェクト

世界有数のビジネス航空サービス企業であるスイスのJet Aviation AGでは、Boeing 737-800 型機の機体内部を3Dモデル化する処理をCreaformの3Dエンジニアリングサービスに依頼しました。 目的は、最終的にJet Aviationが設計、製造する内装が取り付けられる機体内部の仮想モデルを作成することです。

機体の実際の製造前にデータを入手できるので、エンジニアは本物の機体構造やシステムとの干渉を最小限に抑えた設計を行うことができます。 別のメリットとして、干渉が発生する可能性のある領域を事前に特定することで、プロジェクトのリスクを前もって減らすことができ、コストのかかる設計のやり直しを減らす見込みが立ちます。 これはまた、高度なコンテキスト管理(すべてのエンジニアリング分野の成果の内部関係を示す可視的なプラットフォームにより、不整合が起きる可能性を明らかにして防止する)も提供してくれます。

Creaformの3Dエンジニアリングサービス部門が請け負ったのは、Boeing 737-800の機体の積荷エリアとキャビンをスキャンする作業でした。 このプロセスの一環として、航空会社、Jet Aviation、Creaformの間のミーティングがドイツの飛行場で行われました

2011年夏、機体をハンガーに格納しジャッキで持ち上げた状態で3週間にわたる作業が行われました。 機体を持ち上げることにより、スキャンを行う間機体を確実に固定し、毎日取り込むデータの整合性を維持することができます。 スキャン対象となる構造とシステムを露出させるため、機体内部からは断熱材やフロアボードが取り除かれました。

航空機内装のエンジニアリング – スキャンから3Dモデリングまで

続いてCreaformのアプリケーションエンジニアチームが機体内部をデジタル化します。HandySCAN 3Dスキャナー、Leicaロングレンジスキャナー、MetraSCAN光学CMM 3Dスキャナー(C-Trackセンサー使用)、さらにフォトグラメトリー用としてMAXscanが使用されました。 データを取得して加工した後、スキャン結果がカナダにあるCreaformのCAD部門へと送られ、CADモデルへと再構築されます。 モデルの再構築を行っている間、作業を同時に評価、検証できるようにするため、CreaformからはJet Aviationに対してデータの提供が行われました。

航空機内装のエンジニアリング – スキャンから3Dモデリングまで

データ処理と3Dモデルの再構築

Creaformの設計担当者は、CATIA V5ソフトウェアを使用して機体内部の再構築を行いました。その対象には、フロアの梁材やプレート、フレーム、機械装置、各種の配管や配線など、機体構造のさまざまな要素が含まれます。 作業は、機体のセクションごとにいくつかのパートに分けられました。 デジタルファイルを使用し、機体要素のソリッドモデルを再現しました。 これらのソリッドモデルはセクションに分けることができ、その上に平面やサーフェスを直接構築できます。 連続するセクションのオブジェクトの場合、ある方向に沿って押し出されたセクション、またはある軌道に沿ってスキャンされたセクションとしてソリッドモデルが作成されました。 非連続的なパーツ(特定の機械装置など)の場合は、要素を基本部品に分割して、単純な形状機能で再定義できるようにしました。

形状が非常に複雑なオブジェクトのレンダリングにはサーフェスモデルが使用されました。 サーフェスモデルに厚みを与えてソリッドモデルが作成されました。 この再構築において要求された精度により、再構築した要素を、コントロールケーブルのガイドプーリーなど、別の箇所で再利用することが可能となりました。

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すべての再構築ファイルを組み合わせて、Boeing 737 型機内部の3Dモデルが作成され、Jet Aviationへ納品されました。Jet Aviationへではその仮想3D再現モデルをもとに機体内装の設計、製造、組み立てが行われました。

「この3Dスキャンプロジェクトの成果にはとても満足しています。 Creaformがコミュニケーションの良い橋渡し役となってくれたおかげで、事前予測を前もって管理し、またこれらの予測を何度も検証することができました。 フランスとカナダのCreaformのチームは、高い専門性と能力を発揮してくれました」と、Jet Aviationでコンプリーションエンジニアリングストラクチャ部門のマネージャを務めるAndy Yznaga氏は述べています。 「Jet Aviationは、内装の設計と構築のための3D機能に多額の投資をしており、Creaformのテクノロジーはこれら3Dツールへの投資のメリットをさらに高めてくれると思います。 さらに、プロジェクトとしての観点から見れば、プロジェクトにおいて信頼性の高いデータを事前に利用できるということは、技術的なリスクの軽減につながり、実際の物理的な機体にアクセスせずに確実な設計ができるということです」

モデルを構築、評価するプロセスは、Jet AviationとCreaformの4~5ヵ月にわたる共同作業となりました。

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Jet Aviation AGについて

Jet Aviation(General Dynamics(NYSE: GD)の100%子会社)は、スイスで1967年に設立された世界有数のビジネス航空サービス企業です。 約5,000名の従業員が、欧州、中東、アジア、北米および南米にある26の空港施設から顧客ニーズに対応したサービスを提供しています。 同社では、航空機の整備、製造の最終工程、改修、エンジニアリング、FBOに加えて、航空機管理、チャーターサービス、航空機販売および人員派遣サービスも提供しています。 Jet Aviationの欧州および米国の 航空機管理部門とチャーター部門では、200機を超える航空機を共同で運用しています。

www.jetaviation.com