Des solutions minières personnalisées qui dépassent les attentes grâce à Artec Leo et Ray

Titan Engineered Solutions assure la maintenance d’équipements tels que les plateformes de sécurité minière sur des sites éloignés. Avec l’aimable autorisation de Titan Engineered Solutions

Comme c’est le cas pour toute opération de production, l’exploitation minière dépend d’un ensemble de machines lourdes et d’équipements robustes pour fonctionner.  Mais faire tourner les usines et les sites d’excavation au maximum de leur efficacité est plus facile à dire qu’à faire.

Les mines étant généralement situées dans des zones reculées, les ingénieurs passent souvent des heures à se rendre sur place pour prendre des mesures manuelles. Cette approche comporte des risques importants, car les mesures manuelles risquent de donner lieu à des erreurs humaines, à une capture incomplète des données et nécessitent de multiples déplacements pour confirmer les dimensions. Pourtant, pour beaucoup, il s’agit de la bonne méthode.

De nombreuses mines s’appuient également sur des composants obsolètes pour maintenir leurs opérations à des niveaux optimaux. Remplacer les équipements existants avant qu’ils ne tombent en panne peut entraîner des temps d’arrêt coûteux pour permettre le démontage et les mesures manuelles. Inversement, laisser des éléments tomber en panne avant de les remplacer augmente considérablement les temps d’arrêt et réduit la rentabilité d’une mine.

Les mines sont souvent équipées de machines qui doivent être réparées avec des pièces obsolètes. Avec l’aimable autorisation de Titan Engineered Solutions

C’est dans ce domaine que Titan Engineered Solutions occupe une position de leader. Elle est désormais en mesure d’offrir des solutions d’ingénierie innovantes, proactives et réactives, qui permettent de réduire les temps d’arrêt et d’améliorer l’efficacité des clients.

Auparavant, Titan répondait aux demandes des clients en envoyant une équipe d’ingénieurs sur place. Mais depuis, l’entreprise a travaillé en étroite collaboration avec l’Ambassadeur d’Artec Rapid Scan 3D afin de réorganiser son workflow. Ne dépendant plus des mesures manuelles, Titan peut envoyer un seul ingénieur avec Artec Leo et Artec Ray pour capturer avec précision presque toutes les géométries rencontrées sur le terrain.

« Même si le produit n’existe pas encore, nous pouvons utiliser les dimensions obtenues à partir d’un scan 3D pour personnaliser la pièce et l’adapter avec une précision de 1,6 mm (1/16e de pouce), explique Brandon Koch, directeur général de Titan. Par exemple, nous fabriquons beaucoup de tuyaux personnalisés qui se raccordent bout à bout. Désormais, nous pouvons nous assurer qu’ils s’adaptent sans avoir à effectuer de multiples mesures manuelles fastidieuses.

Artec Ray sur site, prêt à capturer des scans 3D à l’échelle de l’usine. Avec l’aimable autorisation de Titan Engineered Solutions

Mesure de la mine pour un premier ajustement

Le parcours de Titan en matière de scan 3D a commencé par une formation d’une semaine dispensée par Rapid Scan 3D en Caroline du Nord. Depuis, l’entreprise a appris à maîtriser le Leo, polyvalent et sans fil, et l’a facilement utilisé sur les sites d’exploitation minière du sud-ouest des États-Unis. M. Koch souligne en particulier le format intégré de l’appareil et la fonctionnalité de scan en un seul clic, car « on ne peut pas vraiment se tromper.

Il suffit de l’allumer, de viser et de scanner. Il est très facile à utiliser, ajoute-t-il. Vous voyez ce que vous scannez à l’écran, ce qui vous permet de vérifier que vous disposez des bonnes données. Après coup, on peut toujours se demander si l’on a bien numérisé telle ou telle zone. Si ces données sont critiques, il suffit de les scanner à nouveau. »

Compte tenu de la taille de la plupart des installations minières, Titan a compris qu’elle avait également besoin d’une solution de capture de données à plus longue portée. Après avoir découvert Ray en action sur le site d’un client, l’entreprise a investi dans son propre appareil, et les résultats ont été impressionnants : les grandes installations ont pu être mesurées rapidement avec un très haut niveau de précision.

Artec Ray sur un trépied déployé, capture un long tuyau afin de l’analyser. Avec l’aimable autorisation de Titan Engineered Solutions

Récemment, la capture du sol d’une usine de cuivre d’un client en vue d’un réaménagement n’a pris qu’une heure avec Ray, alors que cette tâche aurait nécessité 3 à 6 heures auparavant. De plus, Johnathan Turner, ingénieur chez Titan, explique que cette approche leur a permis de relever des détails qui auraient échappé à des mesures manuelles approximatives, et de garantir une installation sans difficulté là où elle aurait pu être problématique.

« Nous avons pu recréer intégralement le sol à partir de ce scan, explique Johnathan Turner. Avec les mesures manuelles, vous obtenez des dimensions approximatives « qui devraient convenir », alors qu’avec le scan 3D, les dimensions obtenues sont « celles qui conviennent. » Grâce au scan, nous avons réussi à poser le nouveau sol parfaitement. »

Vérification des tolérances avec Design X

Les efforts de Titan en matière de scan 3D lui ont permis de réaliser de la rétro-ingénierie, de personnaliser des pièces et de s’assurer qu’elles respectent les tolérances grâce à l’analyse des déviations.

Après avoir utilisé Leo ou Ray pour capturer les scans souhaités, l’équipe commence à les traiter dans Artec Studio. Une fois les données inutiles supprimées, la fusion de plusieurs ensembles de données est un jeu d’enfant, et le modèle résultant est prêt à être immédiatement exporté vers Geomagic Design X.

Dans Design X, il est alors possible de créer des « régions » de pièces critiques. Par exemple, lors de la conception d’une tuyauterie personnalisée, l’équipe s’assure que les extrémités de chaque tuyau s'intègrent dans les réseaux existants. Pour cela, elle esquisse ces géométries, les transforme en corps CAO basés sur des scans, et détermine les contraintes (ou les éléments qui ont influencé sa conception).

La tuyauterie est ensuite exportée vers SOLIDWORKS, où ces contraintes sont utilisées pour concevoir des modèles complets. Après l’alignement, les modèles de tuyauterie (ou tout autre produit issu de la rétro-ingénierie) peuvent être renvoyés dans Design X, où la fonction de cartographie thermique du programme permet de superposer facilement les données CAO, de trouver les déviations et de s’assurer que les pièces respectent les tolérances de montage.

Une section de tuyau complexe en cours de cartographie thermique sur Geomagic Design X. Avec l’aimable autorisation de Titan Engineered Solutions

Selon M. Turner, ce workflow en trois étapes ne fait pas que rationaliser et accélérer la production, il conforte Titan dans l’idée que les pièces fabriquées s’adapteront à l’arrivée.

« Dans le cas des tuyaux, les extrémités vont me dire quelle est la longueur du tuyau, quel doit être son diamètre et comment il va être raccordé », explique M. Turner.  « Grâce à notre processus transparent en trois étapes, je peux déterminer l’emplacement de tous les trous nécessaires pour que les tuyaux puissent être boulonnés ensemble. Il nous suffit de capturer la conception originale, de déterminer les contraintes et de les modéliser. »

La modélisation multi-résolution en vue ?

La plupart de ses expéditions étant suffisamment volumineuses pour nécessiter un camion à plateau, Brandon Koch tient à souligner l’importance d’un ajustement précis des produits pour réduire la probabilité de problèmes d’installation. Dans le cas de projets tels que le plancher de l’usine de cuivre mentionnée plus haut, il explique que des erreurs signifieraient l’abandon complet du projet et que « la poursuite de ce type de projet entraîne une augmentation rapide des dépenses ».

C’est pourquoi l’entreprise continue d’expérimenter le scan 3D dans de nouveaux domaines. Avec Artec Studio, par exemple, il est désormais possible de fusionner des scans capturés avec des appareils totalement différents en un seul maillage, en utilisant les données de la plus haute résolution de chacun d’entre eux.

« Au départ, nous avons choisi Leo et Ray en raison de leurs propositions de valeur individuelles. Mais le scan 3D multi-résolution est définitivement quelque chose que nous envisageons, » conclut M. Koch. Il existe de nombreux projets pour lesquels il serait utile de combiner les scans. Avec un scan global de la zone (avec Ray) et un autre plus détaillé (avec Leo), nous pourrions capturer des caractéristiques obscurcies qui ne sont tout simplement pas visibles (avec Ray seul). »