航空宇宙分野における3Dスキャナーの活用
機体・翼部品の高精度形状検査

航空機の機体や翼部品は、大型かつ複雑な自由曲面を持つため、従来の接触式測定器や点測定では測定箇所の限定や莫大な検査工数が課題でした。さらに、航空宇宙基準に適応する高度なトレーサビリティの確保も強く求められます。
これらの課題に対し、ハンディ型3Dスキャナーを用いた「面での高速取得・CAD比較」手法が威力を発揮します。
まず、広範囲の部品表面データを面としてミリ秒単位で高速スキャンします。次に、取得した点群データを設計CADデータと位置合わせして全体の偏差をカラーマップで視覚化します。最後に、許容公差外の箇所を即座に特定し検査レポートとして自動出力します。
このプロセスにより、検査工数を大幅に削減しつつ、全体形状の正確な検証と確実なトレーサビリティ確保を両立できます。
CFRP(複合材) 部品の変形・トリムライン評価

軽量かつ高強度なCFRP(炭素繊維強化プラスチック)部品は航空宇宙分野で不可欠ですが、黒色・光沢面であるため一般的な光学測定器では反射や吸収により測定が困難でした。また、成形後のスプリングバックによる変形や端部のトリムライン位置の精度確認にも手作業が多く、型修正の根拠不足が課題となっていました。
これに対し、ブルーレーザー方式の3Dスキャナーを活用することで、反射防止スプレーなしで直接スキャンが可能になります。
まず、黒色・光沢面をダイレクトに高精度スキャンし、点群データを取得します。続いて「スプリングバック定量化」を行い、設計値に対する変形量やトリムラインのズレを数値化します。
これにより、感覚に頼らない正確な型修正の根拠データを算出でき、試作・修正サイクルの大幅な短縮を実現します。
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精度:0.02 mm
スキャン速度: 最大7,619,000ポイント/秒
レーザー・光源仕様: 93本レーザー、1本レーザー、25本レーザー、VCSELレーザー
完全ワイヤレスで機体周りの足場の悪い現場でも取り回せる。大型自由曲面の検査工数を削減。
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容積精度: 0.02mm+0.033mm/m(複数クロススキャンモード)、0.05mm+0.1mm/m(VCSELスキャンモード[赤外線])
スキャン速度: 3,600,000ポイント/秒(複数クロススキャンモード)、2,250,000ポイント/秒(VCSELスキャンモード[赤外線])
レーザー・光源仕様:25本クロスレーザー、1本シングルレーザー、 7本平行レーザー
黒色・光沢のCFRP表面も光源モード切替で直接スキャン。小型筐体で狭所部品にも対応。
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主な機能:測定計画〜解析〜レポートの全工程対応・トレンド解析
対応データ・出力形式:STP, STEP, IGS, IGES等の中間ファイルのほか、38の点群形式と主要CADフォーマットに対応
厳格な公差管理・トレーサビリティ要求に応える検査ワークフローを構築できる。
製品詳細を見る →航空宇宙の導入事例
課題:配管や自由曲面などの複雑な形状の手計測不可、および3D CADデータのないレガシー部品調達・製造の長期化に伴う、エンジン稼働停止による作業遅延。
使用製品:FreeScanシリーズ
成果: 最大0.02mmの高精度データによるエンジン全体の「デジタル図面」作成、設計図のない部品の迅速なリバースエンジニアリング、手戻りの削減、および整備サイクルの大幅短縮。
課題:手作業(1か所約2分)による多数のへこみ(雹やバードストライク等)検査の膨大な所要時間(100か所で約3時間20分)、ヒューマンエラーリスク、および地上待機(AOG)の長時間化。
使用製品: FreeScan Omni
成果: ワイヤレスかつ1回のスキャンによる広範囲な損傷の一括自動検出・測定、検査時間の数分単位への大幅短縮、0.02mmの高精度データ取得、および自動レポート化の実現。
