La Armada Real holandesa ha contratado a la organización Marinebedrijf Koninklijke Marine para el mantenimiento de sus buques y submarinos.
Además de mantenerlos, Marinebedrijf Koninklijke Marine es responsable de crear nuevas piezas para los buques para sustituir a las dañadas, y llevar a cabo las modificaciones de los componentes de a bordo cuando sea necesario, desde el casco a los sistemas de armas y motores.
Con el fin de acelerar su servicio, Marinebedrijf Koninklijke Marine se dirigió a Artec 3D, una empresa que produce escáneres 3D, que permiten al personal de mantenimiento hacer ingeniería inversa de piezas que necesitan ser reemplazadas, pero que no están accesibles los diseños ni los archivos CAD en 3D.
Los escáneres portátiles Artec Eva y Spider 3D utilizados para este proyecto son escáneres ligeros estructurados. Trabajan proyectando luz en un patrón de rejilla sobre un objeto, lo que les permite capturar la deformación o distorsión desde múltiples ángulos y luego calcular la distancia a puntos específicos del objeto por medios de triangulación. Estas coordenadas se utilizan para producir un modelo digital tridimensional.
Sin la exploración 3D, este proceso de ingeniería inversa implicaría una larga serie de medidas tediosas para Marinebedrijf Koninklijke Marine.
«El uso de la exploración en 3D nos ahorra semanas de trabajo – los procesos más antiguos eran muy intensivos, requiriendo múltiples tipos de herramientas de medición y luego replicando el dibujo en un programa de CAD», dice Ben Jansen, coordinador de CNC en Marinebedrijf Koninklijke Marine. «Ahora, incluso cuando no hay datos en 3D ni dibujos de una pieza, podemos usar un escáner 3D de Artec para crear una imagen 3D del objeto y usar la imagen para realizar ingeniería inversa del objeto. Esa pieza se replica a continuación utilizando técnicas de impresión 3D, fresado de 3-5 ejes y soldadura 3D.
«En la mayoría de los casos, a las piezas de los barcos se les está haciendo inversa o se están creando de nuevo; esto es especialmente útil en el caso de las embarcaciones más antiguas de la Armada, de las que ya no existen proveedores.
Desde que introdujo su primer escáner 3D en 2008, la tecnología de Artec 3D ha mejorado en precisión y facilidad de uso. Los escáneres 3D a todo color de la compañía incluyen la Space Spider, Artec Eva, Artec Eva Lite y Artec Leo.
Artec Eva es el más adecuado para escanear objetos medianos, tiene una velocidad de captura de 16 fotogramas por segundo. Captura y procesa simultáneamente hasta dos millones de puntos por segundo con una precisión de hasta 0,1 mm.
Artec Space Spider procesa hasta un millón de puntos por segundo y produce imágenes de alta resolución (hasta 0,1 mm) y precisión superior (hasta 0,05 mm), es el más adecuado para objetos pequeños con detalles complejos.
Space Spider utiliza un avanzado sistema de enfriamiento que le permite operar a una temperatura constante durante todo el proceso de escaneado, garantizando una máxima precisión.
El escáner más nuevo de la compañía es el Artec Leo, un escáner portátil 3D basado en IA, que captura hasta 80 fotogramas por segundo. Puede seleccionar y procesar de forma autónoma los datos a bordo, sin necesidad de conectarse a una tablet o computadora, permitiendo al usuario ver mientras su objeto es digitalizado en un modelo 3D a todo color en tiempo real en la pantalla multitáctil HD del sistema.
«La incorporación de elementos de AI, hace que Artec Leo sea muy fácil de usar», dijo Andrei Vakulenko, director de desarrollo de negocios de Artec 3D. «La mayoría de los escáneres requieren un adiestramiento tedioso para crear escaneos profesionales, pero el Artec Leo ha roto esta barrera para que el proceso sea intuitivo y pueda ser hecho por casi cualquier persona. «Esto ayudará al mercado de escaneo 3D a crecer, ya que ahora podrá utilizarla un público más amplio».
Aunque aún en las etapas relativamente tempranas de adopción para los procesos de mantenimiento, 3D Artic confía en que su aplicación tiene el potencial de revolucionar la forma en que se apoya el equipo militar. Dada la larga vida útil de algunas plataformas, el hecho de que incluso cuando existe una documentación completa y actualizada sobre el equipo, es probable que sea restringida, hace que incluso pequeñas alteraciones en una plataforma pueden ser largas, prolongadas y costosas.
«Si es necesario añadir algo a un barco o avión militar -como asientos nuevos o armarios-, la manera más rápida y precisa de obtener las medidas es escanear las áreas», dijo Vakulenko. «El control de calidad y la inspección es otra área frecuente, ya que las piezas como las hélices pueden ser escaneadas en 3D y revisadas regularmente para garantizar la calidad.
«La exploración 3D también se utiliza para el apoyo; los buques militares están normalmente operan lejos de su base, por lo que en los casos en que se necesita apoyo técnico, se realiza generalmente a distancia. El área en cuestión es a menudo escaneada en 3D, por lo que el ingeniero de apoyo puede ver mejor el problema. »
La exploración 3D también puede desempeñar un papel en el apoyo a la construcción de nuevos equipos. «Cuando se construye un objeto grande, ya sea un avión militar o un buque, las ligeras inexactitudes que se producen durante la construcción son significativas, por lo que la diferencia en la longitud de dos buques del mismo diseño podría ser de varios metros», dijo Vakulenko. «Así que la única forma real de conocer el tamaño y la forma exactos de la nave es escanearlos en 3D».
Los escáneres 3D son una herramienta importante para el control de calidad también en este caso -digamos que una pieza se mecaniza utilizando un archivo CAD en 3D; la parte física fabricada se puede ser escaneada en 3D para crear un modelo digital. El modelo digital de la pieza escaneada y el modelo digital utilizado para crear la pieza se pueden comparar para asegurar que el componente cumple con las especificaciones requeridas.
Además, la exploración 3D también se utiliza comúnmente para las pruebas de choque, tanto como parte de un procedimiento estándar para analizar la estructura de un objeto cómo para mejorarlo para que pueda soportar mejor un escenario de colisión, y en el caso de accidentes reales, para documentar lo sucedido.
El futuro del 3D
Más allá de su línea actual, Artec 3D está tratando de aprovechar el paso hacia la impresión 3D y su aplicación para el apoyo militar en operaciones.
«Cuando la impresión 3D despegue completamente, esperamos que todos los buques grandes tengan escáneres e impresoras 3D a bordo, para que las piezas puedan ser escaneadas e impresas en 3D en el lugar», dijo Vakulenko. «Para buques grandes, basados en el mar, esto realmente será una solución ideal – será mucho más rápido que esperar a que las piezas de repuesto sean enviadas desde la base de reparaciones.
«Por el momento, se pueden imprimir bastantes piezas pequeñas 3D en plástico duradero y usadas con gran éxito, pero el verdadero avance será cuando las impresoras 3D puedan lograr el mismo nivel de calidad con el metal».
Fte.: Naval Technology
