Soluciones de accesorios personalizados para el mantenimiento de motores de aeronaves mediante escaneo 3D

Los motores de los aviones se encuentran entre los componentes más complejos y críticos de la aviación moderna. Su mantenimiento requiere una precisión, seguridad y eficiencia extremas para garantizar un rendimiento y una seguridad de vuelo óptimos. Los métodos tradicionales, que se basan en accesorios genéricos, a menudo son deficientes en sujetar las piezas con precisión, lo que genera riesgos durante el desmontaje y la reinstalación. Al reconocer la necesidad de una mayor precisión y eficiencia, el cliente buscó una solución digital que aprovechara el escaneo 3D para desarrollar accesorios personalizados para el mantenimiento de motores de aeronaves, todo mientras cumplía con los estrictos estándares de precisión, velocidad y confiabilidad de la industria.

Este estudio de caso explora cómo el sistema de escaneo 3D inalámbrico de SCANTECH, NimbleTrack, desempeñó un papel clave en la aceleración del desarrollo de accesorios personalizados para el mantenimiento de motores de aeronaves, ayudando al cliente a superar los desafíos de precisión y adaptabilidad originados por las herramientas tradicionales.

Antecedentes del cliente

Nuestro cliente es una importante empresa de mantenimiento de aeronaves especializada en servicios integrales para aeronaves y componentes a bordo. Sus operaciones incluyen mantenimiento, revisiones, reparación y reacondicionamiento de componentes, mantenimiento del tren de aterrizaje, fabricación de piezas, reparaciones de materiales compuestos y servicio de equipos de apoyo en tierra.

Desafíos

Durante el mantenimiento del motor, el cliente a menudo se basa en accesorios generales para sujetar los componentes del motor en su lugar. Sin embargo, estas herramientas no especializadas y tienen varias limitaciones:

Funcionalidad limitada: Los accesorios estándar simplemente sostenían los componentes sin mantenerlos en su lugar de manera segura ni permitir ajustes de ángulo

Riesgos potenciales: Durante el desmontaje, las piezas podrían caer sobre los soportes, lo que requería que los trabajadores las estabilizaran manualmente mientras el soporte se bajaba y se alejaba lentamente, ocasionando riesgos de seguridad.

Alineación inexacta: Durante la reinstalación, debido a un terreno irregular o a una ligera inclinación de la aeronave durante el mantenimiento, los componentes a menudo no podían alinearse perfectamente con la estructura de la aeronave. Esto dificultaba mucho la instalación de numerosos sujetadores.

Baja eficiencia: Algunas herramientas y accesorios obstruían el acceso a los puntos de fijación (como los orificios de los tornillos), sin dejar espacio para llaves u otras herramientas. Los trabajadores debían ajustar repetidamente las posiciones de los soportes, resultando en tiempos de instalación más largos y una mayor tensión física.

Para mejorar tanto la seguridad como la eficiencia, el cliente necesitaba una solución personalizada, ajustable y de alta precisión que se adaptara a las necesidades específicas de los distintos componentes del motor. Su objetivo era obtener datos 3D precisos de las piezas del motor utilizando un escáner profesional, y luego diseñar accesorios personalizados a través de un software de ingeniería inversa.

Desafíos del proyecto

Geometría compleja de piezas: Los componentes del motor, tales como las turbinas y las tuberías, tienen superficies intrincadas e irregulares. Las limitaciones de espacio dificultan la captura de la geometría completa, lo que a menudo da lugar a puntos ciegos o datos incompletos.

Propiedades del material: Algunos componentes son metales de color oscuro y posiblemente estén cubiertos con residuos de aceite, lo que agrega complejidad al proceso de escaneo e interfiere con la precisión de la medición.

Limitaciones in situ: Las mediciones debían realizarse directamente en la rampa. Las condiciones exteriores impredecibles (viento, vibración, movimiento) y la falta de fuentes de energía externas planteaban desafíos en términos de la estabilidad, la precisión y la velocidad.

El cliente necesitaba una solución de escaneo que fuera precisa, portátil, inalámbrica y capaz de escanear superficies oscuras y reflectantes en entornos difíciles.

Solución: Sistema de escaneo 3D inalámbrico NimbleTrack

SCANTECH recomendó el sistema de escaneo 3D óptico inalámbrico NimbleTrack, diseñado para la precisión y la movilidad en entornos exigentes.

Configuración: El escáner láser 3D NimbleTrack está equipado con baterías incorporadas y admite la transferencia inalámbrica de datos, lo que permite el funcionamiento inalámbrico en la plataforma del aeropuerto sin necesidad de alimentación externa.

Escaneo rápido: Con múltiples modos láser, el escáner 3D capturó formas complejas y superficies metálicas y oscuras con alta precisión. El escaneo completo duró solo 10 minutos.

Procesamiento de datos:  Los datos 3D de alta resolución se importaron al software de ingeniería inversa para generar un modelo 3D detallado, que luego se utilizó para diseñar accesorios personalizados de forma rápida y precisa.

Diseño del accesorio: Basado en los modelos 3D, se diseñaron accesorios altamente personalizados para garantizar un posicionamiento preciso, eliminando la necesidad de ajuste manual durante el mantenimiento del motor.

¿Por qué NimbleTrack?

Inalámbrico y conveniente

NimbleTrack cuenta con un módulo de computación periférica y baterías integradas, lo que permite un escaneo instantáneo sin necesidad de fuente de alimentación ni cables. Su proceso de escaneo sin marcadores reduce el tiempo de preparación y evita daños en la superficie.

Compacto y portátil

Es liviano y compacto, lo que facilita su operación con una mano durante períodos prolongados sin fatiga. Puede escanear fácilmente espacios reducidos o zonas de difícil acceso en la parte inferior del fuselaje, ofreciendo una mayor flexibilidad durante la operación.

Precisión inigualable

NimbleTrack ofrece una exactitud de hasta 0,025 mm, una precisión volumétrica de 0,064 mm y una resolución de 0,02 mm. Gracias a su inspección de bordes, garantiza una captura detallada de bordes, perforaciones y curvas, cruciales para las herramientas de precisión.

Adaptabilidad a materiales y entornos

El escáner 3D cuenta con una tecnología de moldeo integrado de marco de fibra de carbono (CFFIM), que supera los límites impuestos por las estructuras ensambladas tradicionales, para garantizar una alta resistencia y un rendimiento estable. Su diseño robusto funciona de manera confiable bajo la luz exterior, el viento y el movimiento. Gracias a su robusto algoritmo y al escaneo láser azul de alta resolución, permite abordar superficies oscuras, aceitosas y reflectantes sin necesidad de pulverización.

Modelos 3D de alta calidad

Después del escaneo, la nube de puntos se convierte en un modelo de malla. Integrados con herramientas de ingeniería inversa, estos datos respaldan un diseño rápido y preciso de accesorios.

Resultado

Este proyecto permitió al cliente capturar de manera eficiente modelos 3D precisos de piezas complejas del motor y desarrollar rápidamente accesorios personalizados. El resultado fue flujos de trabajo de mantenimiento optimizados, una mayor precisión y un importante ahorro de tiempo.

Al permitir la presimulación durante la fase de diseño digital, se evitaron posibles daños secundarios a componentes valiosos de la aeronave. Las operaciones con herramientas personalizadas se volvieron más simples, confiables y seguras, lo que redujo en gran medida la fatiga de los trabajadores y los riesgos de seguridad, al tiempo que aumentó la eficiencia del mantenimiento.

Además, la solución disminuyó la dependencia en la experiencia individual de los trabajadores, fomentando un enfoque más estandarizado y basado en datos para el mantenimiento de aeronaves. La implementación de NimbleTrack no solo resolvió los desafíos técnicos inmediatos, sino que marcó un cambio en la estrategia de mantenimiento general del cliente, de una basada en la experiencia a una impulsada por los datos. Esta transformación digital está sentando las bases para operaciones más inteligentes y eficientes dentro de la industria del mantenimiento en la aviación.