Reverse Engineering mit Artec Eva beim Bau der Fahrwerksklappen eines italienischen Flugzeugs des Typs Falco von 1955

Der Sequoia Falco – dieser in Italien entworfene und 1955 erstmals geflogene zweisitzige Kunstflieger kann sich auch 2019 noch sehen lassen. Diese Maschine gilt unter vielen Luftfahrtfans und Piloten als das am besten zu handhabende und stärkste Flugzeug seiner Art – ganz zu schweigen davon, dass es sehr schön anzusehen ist.

Auf den Spuren des Konstrukteurs Stelio Fari machte sich der Flugzeug-Fan Michael Shuler jüngst daran, seine eigene Falco zu bauen. Doch selbst für Luftfahrtexperten ist der Nachbau eines klassischen Flugzeugs, das vor mehr als 60 Jahren entworfen wurde, selbst mit modernen Fertigungsmethoden ein ziemliche Herausforderung.

 

Eine moderne Nachbildung der Falco von 1955 – ein Flugzeug, das sich über Jahrzehnte hinweg bewährt hat. Foto mit freundlicher Genehmigung von Javelin Technologies Inc.

Bei der Montage seines Flugzeugs stieß Shuler auf eine besonders schwere Hürde, als es um die Konstruktion der Fahrwerksklappen ging: Das Fahrwerk – das mit Rädern ausgestattete Tragsystem, welcher es den Flugzeugen ermöglicht, zu landen, zu starten und sich am Boden zu bewegen – wird normalerweise in Boden des Flugzeugs eingefahren, wenn der Flieger in der Luft ist. Dieser Bereich, der aus zwei Fahrwerksklappen besteht, welche perfekt in die umgebenden Teile und Oberflächen eingefasst sind, ist klein und nicht gerade einfach zu erreichen.

Wie bei jedem Fahrzeug spielen genaue Messungen eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung der Sicherheit (und im Fall des Falco auch der Ästhetik). Doch angesichts der Komplexität des Objekts drohte die Erfassung genauer Daten schwierig und zeitaufwändig zu werden.

Man entschied sich daher, die Dienste von Javelin Technologies Inc., einem Gold-zertifizierten Partner von Artec 3D, in Anspruch zu nehmen.

Die Fahrwerksklappen, die sich auf dem Bauch des Flugzeugs befanden, waren nicht leicht zu erreichen.

„Ob das Fahrwerk tatsächlich ausgefahren werden kann oder nicht, kann den Unterschied zwischen Leben und Tod ausmachen, daher sind die Türen sehr wichtig.“, sagt Senior Applications Specialist Deandra Reid. „Es ist ein entscheidender Teil des Flugzeugs, das unbedingt funktionieren muss.“

Bei solch hohen Annforderungen an die Genauigkeit kamen manuelle Messungen nicht in Frage – abgesehen davon, dass es zu lange dauern würde, war das Fehlerrisiko hoch.

„Der Hohlraum, in den das Fahrwerk passt, flacht sich nicht konstant ab.“, sagt Reid. „Sie können sich vorstellen, wie schwierig und riskant es ist, diese Kurve zu messen und die Winkel herauszufinden, in die das Fahrwerk tatsächlich hineinpasst.“

Um der Vielfalt an Vertiefungen und Winkeln Herr zu werden, wurde der vielseitige 3D-Objektscanner Artec Eva ausgewählt.

Artec Eva ist nach wie vor eine beliebte Lösung für die schnelle, texturierte und genaue Erstellung von 3D-Modellen. Eva ist einfach zu bedienen und unglaublich präzise und eignet sich am besten für mittelgroße Objekte und zum Reverse Engineering von Maschinenteilen. Eva hat sich bereits in einer Vielzahl von Branchen bewährt, von der schnellen Prototypenerstellung über die Forensik und Prothetik bis hin zur Luft- und Raumfahrt.

„Es ist viel einfacher, mit Eva einen Bereich mit diesen Ungleichmäßigkeiten zu scannen.“, erklärt Reid. "“Mit Eva konnte ich das innerhalb einer Stunde machen.“ Insgesamt wurde das Scannen und Verarbeiten innerhalb eines Tages durchgeführt.

Um das Risiko von Messfehlern bei der Abtastung zu beseitigen, bestand die nächste wichtige Aufgabe darin, sicherzustellen, dass sich die beiden Luken reibungslos öffnen und schließen, damit das Fahrwerk bei der Landung oder beim Start ein- oder ausgefahren werden kann. „Wir verwendeten diesen Scan nicht nur für Messungen zur Erstellung der eigentlichen Teile, sondern auch als Referenz, um die Abmessungen um diesen Bereich herum zu berücksichtigen, – damit auch die Luken tatsächlich passten und korrekt funktionierten.“

Nach dem Scannen werden die Daten in 3D-CAD-Modelle umgewandelt.

Nachdem der Scan abgeschlossen war, bestand der nächste Schritt darin, eine digitale Kopie der Unterseite des Flugzeugs zu erstellen, die für die Konstruktion der Fahrwerksklappen verwendet werden konnte. Mit dem Geomagic for SOLIDWORKS-Plugin können 3D-Modelle von Artec-Scannern mit nur einem Klick aus Artec Studio, das eine intuitive Umgebung für die grundlegende 3D-Modellierung bietet, nach SOLIDWORKS exportiert werden. Geomagic für SOLIDWORKS ermöglicht einen nahtlosen Arbeitsablauf sowie eine bedeutende Zeitersparnis. Der Anwender hat die Möglichkeit, sowohl einfache als auch komplexe Oberflächen und Funktionen zu extrahieren, um eine hohe Genauigkeit zu erzielen und eine perfekte Anpassung der Modelle zu gewährleisten.

Für Shuler war die Verwendung der Scanner für diesen Teil seines Projekts von zentraler Bedeutung. Um kostspielige Verzögerungen, langwierige Nacharbeiten und Fehlversuche zu vermeiden, wollte er sicherstellen, dass er alles gleich beim ersten Mal richtig hinbekam – schließlich wollte Shuler die Falco nachbauen, um tatsächlich einmal in ihr zu fliegen.

Mit einem Prototyp der Fahrwerksklappen, der in 3D ausgedruckt und dann abgenommen wurde, ist das Flugzeugprojekt mittlerweile fertiggestellt und einsatzbereit.

Nächster Schritt: Abflug!