ADC reconstruye hojas de ventilador personalizadas para American Blimp con software Geomagic

El software de ingeniería e inspección reversa 3D ayuda al fabricante de zigzag a recuperar el diseño perdido de la pala del ventilador DX CXImagine un submarino flotando en el cielo, y esencialmente tendrá un dirigible, también conocido como dirigible no rígido. Más allá de una semejanza física, el diseño y las características mecánicas de un dirigible son, de hecho, más cerca de un submarino que un avión.

Tal fusión de conceptos introduce elementos de diseño a diferencia de los de cualquier otra aeronave, algo que American Blimp Corporation se dio cuenta de primera mano cuando el fabricante de sus aspas de ventilador personal se extinguió. La compañía recurrió a la firma de diseño de ingeniería Advanced Design Concepts (ADC) para crear moldes de inyección a partir de la pieza real. El nuevo proceso mejoró la calidad, redujo el tiempo de fabricación y redujo los costos en casi un 90 por ciento.

ADC ofrece prototipos rápidos, ingeniería inversa y servicios de fabricación de primera ejecución. La compañía utiliza el software Geomagic Wrap y Geomagic Control para convertir automáticamente las nubes de puntos de una parte física escaneada en modelos digitales precisos y para comparar gráficamente esos modelos con la pieza para la inspección de calidad. Los modelos se utilizan luego para CAD / CAM aguas abajo, análisis de ingeniería y mecanizado. Para American Blimp, ADC utilizó los modelos digitales para reconstruir la cuchilla, crear un molde de inyección para la fabricación e inspeccionar el molde para verificar su precisión.

Ingeniería inversa Un diseño perdido

La mecánica de un dirigible lo hace casi tan intrigante como su forma peculiar. Una vez inflado, el dirigible se vuelve “vivo”. Una vejiga de aire dentro del sobre, llamada “ballonet”, está presurizada por la explosión de las hélices del motor o por ventiladores eléctricos incorporados en la caja de aire. La presión dentro de la bola de contacto actúa sobre el helio dentro de la envolvente para mantener la forma. El airbox tiene varias válvulas que controlan y regulan la presión de forma semiautomática, y los controles manuales permiten al piloto anular el airbox si es necesario.

A medida que se eleva una aeronave, el helio se expande y, en algún momento, la bola de seguridad (que abarca un porcentaje muy pequeño del volumen de la envolvente) se vacía. Esta condición se conoce como “altura de presión”. La altura de presión limita la altitud máxima del dirigible, ya que el helio debe ser ventilado para que el dirigible suba. Las válvulas de helio se pueden usar para liberar helio de forma manual o automática para estimular un aumento de altitud, pero se debe tener cuidado de no liberar demasiado helio, lo que puede ocasionar que la bola quede demasiado llena a altitudes más bajas. Cuando eso sucede, se arranca un panel reemplazable en la bola de contacto, permitiendo que entre aire en la cámara de helio. El dirigible puede descender, pero el helio contaminado tendrá que ser reemplazado antes de volver a volar.

“Los dirigibles son bestias extrañas y son totalmente diferentes de los aviones ‘normales'”, dice Lance Nordby, ingeniero de proyectos de American Blimp. “Tienen una serie de sistemas a bordo que no tienen contraparte en el mundo de los aviones”.

Un aspecto de diseño distintivo de las aeronaves American Blimp son los álabes de los ventiladores, siguiendo el modelo del Aerocar Moulton B. Taylor de la década de 1950. El automóvil / avión incorporó un ventilador de refrigeración que American Blimp pensó que era adecuado para enfriar los motores de la aeronave. Esto es particularmente importante porque las velocidades relativamente bajas de los dirigibles hacen que sus motores sean difíciles de refrigerar.

Durante casi una década, American Blimp compró las palas del negocio de fabricación de aviones de Mouton B. Taylor. Desafortunadamente, Taylor falleció en 1995, su negocio fracasó, y el suministro de estas cuchillas finalmente se agotó. Sin acceso a los moldes originales, American Blimp hizo que un proveedor externo utilizara una máquina CNC para fabricar las cuchillas con acetil a partir de un escaneo de una cuchilla original. Finalmente, esa fuente se secó también.

“El vendedor tenía la propiedad del archivo de escaneo”, dice Nordby. “De repente, cerraron sin previo aviso y no teníamos forma de comprar el archivo de escaneo si hubiéramos querido. Estábamos en el arroyo proverbial”.

La forma de la hoja, ahora incorporada en todos los diseños de la aeronave de la compañía, tenía que ser exacta para proporcionar las características de enfriamiento adecuadas y para adaptarse al hardware existente. Eso hizo que el diseño de una nueva cuchilla desde el principio sea difícil o imposible.

Teniendo en cuenta la reducción del costo para el moldeo por inyección a corto plazo, American Blimp ya había estado contemplando tener moldes para la fabricación de las cuchillas. ADC era una empresa que podía hacer todo el trabajo: escaneo, fabricación de moldes y producción.

American Blimp envió un ventilador original a ADC, que lo escaneó con un escáner láser Perceptron montado en un brazo Romer de 8 pies. La cuchilla se fijó utilizando uno de sus orificios existentes, por lo que el escáner podía ver todas las superficies de la pieza.

“Perceptron le permite orientar la cabeza en muchas posiciones diferentes para capturar todos los ángulos necesarios”, dice Greg Groth, diseñador senior