L’appel du large : Artec Ray accélère la rétro-ingénierie d’un grand bateau à moteur

Si la construction d'un bateau à partir de zéro vous semble intimidante, vous n’avez pas tort. Imaginez que vous construisiez quelque chose de la taille de votre chambre (au moins) en veillant à ce que les trois dimensions soient précises. Ce bateau que vous essayez de fabriquer doit en outre être manœuvrable, bien construit et sûr. Ajoutez à cela les plans ou exigences détaillés d’un client, et la tâche devient encore plus difficile et chronophage. Et ce n’est pas tout : la construction en tant que telle ainsi que tout ce travail manuel sont précédés de la conception, du test des composants, et de l’ingénierie. Bref, vous avez du pain sur la planche.

Des bateaux à usage professionnel intensif attendent d’être mesurés. (Photo gracieusement fournie par 3D Creative.)

Besoin de perfection ? Défi accepté.

Pour une entreprise néerlandaise familiale de construction navale, toutefois, construire des bateaux, c’est avant tout faire progresser la technologie, peaufiner l’artisanat et dépasser les attentes – et surtout raccourcir l’attente. C’est précisément là que les technologies modernes tombent à pic. Si des produits ont des caractéristiques reproductibles, vous pouvez accélérer et simplifier leur fabrication grâce à la rétro-ingénierie.

Pour rétro-concevoir un bateau, vous entreprenez un périple impliquant de capter de nombreuses surfaces complexes qui doivent être mesurées avec une précision extrême. Plusieurs semaines sont nécessaires si vous le faites en recourant à des méthodes conventionnelles, et ce sans garantie d’obtenir des données réellement fiables. Le scan 3D, à l’inverse, simplifie ce procédé en fournissant les mesures exactes pour des pièces sur mesure et des ajustements parfaits. C’est avec tout cela à l’esprit que l’entreprise a commandé le scan 3D de trois bateaux imposants avec l'intention de reproduire des pièces et donc de simplifier leur procédé de fabrication.

Les bateaux en question – des bateaux de transport de marchandises, des bateaux de sauvetage, des bateaux semi-rigides militaires – sont tous destinés à un usage professionnel intensif, à l’accomplissement de missions et à des retours en toute sécurité. Pour garantir la plus haute qualité, les bateaux sont conçus à l’aide des dernières technologies. Il était donc logique de faire appel à un fournisseur fiable de services 3D pour obtenir une copie numérique fidèle des modèles existants. Chaque bateau pesait jusqu’à plusieurs tonnes. Autrement dit, pour les scanner, l’équipe du projet devait en même temps les déplacer, les soulever et les faire pivoter avec de lourdes machines. Sachant que les meilleurs copies 3D possibles étaient nécessaires, l’ensemble du procédé paraissait pour le moins ardu.

La technologie 3D à bord

L’équipe de 3D Creative, une entreprise spécialisée dans les technologies 3D et basée en Lituanie, n’a rien d'une débutante quand il s’agit de scanner en 3D des objets vraiment grands. Principal fournisseur de services 3D dans les pays baltes et partenaire certifié Or d’Artec 3D, l’entreprise avait tout l’enthousiasme, l’expertise et l’équipement nécessaires pour s’attaquer à un projet de cette ampleur. Sur la base des besoins spécifiques du concepteur de bateaux, l’équipe de scan a opté pour Artec Ray, un scanner 3D laser de longue portée conçu pour la numérisation précise de gros objets.

Artec Ray prêt à relever le défi. (Photo gracieusement fournie par 3D Creative.)

Ray offre la meilleure précision angulaire de sa catégorie et des scans ultra-nets d'objets aussi volumineux que des turbines, des hélices, voire des navires. Des qualités cruciales sachant que l’objectif ultime du projet était d’obtenir des fichiers .STL parfaits pour la rétro-ingénierie. Outre sa précision submillimétrique, Ray apporte tout son arsenal de fonctionnalités à n’importe quel flux de travail, quel que soit l’environnement – même un projet en extérieur aussi ambitieux s’est révélé possible grâce à la technologie de pointe du scanner. Fixé à un trépied, Ray peut être contrôlé depuis un ordinateur portable ou via Artec Remote, l’application pour smartphone qui fait du scan sans préparatifs une réalité.

Connaître les ficelles

« Ce projet nous a confrontés à deux gros défis, commente Šarūnas Paulauskas, directeur technique de 3D Creative. Tout d’abord, devoir tout scanner en deux jours, ce qui était assez difficile vu le poids et la taille des moules. Ensuite, il a fallu préparer la surface pour le scan car les moules étaient initialement très lisses et brillants. »

Les moules lisses et brillants posent souvent des difficultés considérables pour le scan. (Photo gracieusement fournie par 3D Creative.)

Pour que tout se passe le mieux possible, l’équipe s’est mise d’accord avec le constructeur naval pour effectuer le scan dans ses locaux. Les bateaux ont été déplacés à l’aide de lourdes machines, et la zone a été préparée en conséquence. Mais une surprise l’attendait : un des moules de 12 mètres qui devaient être scannés avait pris la pluie et a donc dû être séché avant qu’une poudre puisse être appliquée dessus pour matifier la surface avant le scan.

« Les surfaces des moules faits main sont très différentes car ceux-ci ne sont pas usinés à partir de données CAO, explique Šarūnas Paulauskas. L’ajustement et l’assemblage des pièces sont donc très coûteux et chronophages. En général, ce genre de tâche est réalisée en réajustant et en rognant beaucoup de pièces afin que tout soit en place pour les coques créées à partir des moules. Le scan a donc considérablement diminué le besoin en travail humain, et beaucoup de tâches ont été effectuées dans un logiciel de CAO avec une précision submillimétrique avant même que les coques ne soient produites. »

Après tous ces préparatifs, l’équipe a été surprise de voir que le scan lui-même ne prenait que 3 à 4 heures sur les 35 heures de travail nécessaire au total. La durée pour réaliser le projet a été réduite à une journée et demie, pour le plus grand plaisir de l’équipe de scan et du client. Les trois bateaux ont été scannés en 12 heures avec une précision de point de 0,7 mm, suivies par un traitement sans accroc dans Artec Studio.

Scan 3D et traitement en cours. (Photo gracieusement fournie par 3D Creative.)

Répondre aux attentes

« Notre principale mission était d’acquérir des surfaces très nettes et précises pour la rétro-ingénierie, poursuit Šarūnas Paulauskas. Nous ne devions scanner qu'un seul côté, la paroi interne du moule, avec les bords. Grâce à Artec Ray, nous avons réussi à accomplir cette tâche, et les données acquises étaient parfaites pour la rétro-ingénierie. Les moules étant faits main, nous ne pouvions rater aucun détail car l’outil de modélisation symétrique ne fonctionne pas ici. Tout n’était pas symétrique, et notre client devait avoir tous les détails proportionnellement pour pouvoir faire les designs. En définitive, nous avons obtenu les modèles 3D des trois coques, avec le compartiment moteur et les sièges ajoutés ultérieurement par l’équipe d'ingénieurs du fabricant. »

Les modèles 3D scannés ont servi à créer les fichiers STEP, ce qui a été fait via la rétro-ingénierie. Les bateaux étant faits main, les spécialistes de la rétro-ingénierie devaient veiller à préserver les formes authentiques. Le projet s’est révélé unique en son genre, notamment parce que les designs de l’entreprise sont basés sur de vieux moules éprouvés. L’équipe de scan a été informée du fait que les bateaux devraient être indestructibles dans les environnements et les conditions les plus extrêmes et que, par conséquent, aucun détail ne devait être négligé. La moindre imprécision pouvait compromettre la navigabilité du bateau. Heureusement, Ray était là.

La construction navale a bien évolué depuis l’artisanat traditionnel jusqu’au scan 3D et à la rétro-ingénierie, tirant le meilleur parti de chacun. L’équipe lituanienne a réussi à conjuguer l’authenticité du travail humain à la précision et à la rapidité que seul le scan 3D peut offrir. Tout projet de rétro-ingénierie implique de choisir la meilleure solution et de l’utiliser judicieusement. Grâce à la technologie Artec, ce choix a une fois de plus été le bon, et les nouveaux bateaux, sûrs et durables, sont prêts à prendre le large.