Magazine Lundi 11 mars 2019 - 12:12

Des navires de croisière sous contrôle Geomagic Control X

Partagez cette news :

meyer-werft-3d-systems-norwegian-bliss

Meyer Werft utilise le logiciel Geomagic Control X de 3D Systems pour l'inspection géométrique des composants des navires afin de s’assurer de la qualité, de la précision de l'ajustement et du respect des délais.

Meyer Werft est un constructeur naval basé à Papenbourg, en Allemagne. La société a acquis à l’échelle mondiale une excellente réputation dans la construction de navires spécialisés. L'entreprise est connue en particulier pour la construction d’immenses paquebots de croisière modernes et sophistiqués. Au fil des années, le chantier naval a mis à flot 45 paquebots de luxe, uniques, pour des clients du monde entier. Pour rester compétitif à l’international, l’entreprise s’appuie sur les technologies de production les plus pointues. Depuis 2010, elle utilise un scanner laser Leica pour réaliser des analyses géométriques et la documentation des images. Un système de caméra LizardQ est employé pour créer des panoramas à 360 degrés. Pour les comparaisons 3D et les ajustements précis de modèles complexes à partir de nuages de points, les ingénieurs métrologues comptent sur le logiciel d'inspection Geomagic® Control X™de 3D Systems.

Mesure géométrique parfaite

« Pour se faire une idée de la complexité de la tâche à laquelle nous sommes confrontés chez Meyer Werft, il faut imaginer la construction d'une ville flottant entière tous les six mois, comprenant eau et assainissement, logistique, hébergement de milliers de personnes, restaurants, service de restauration, théâtres, cinémas, et bien d'autres loisirs allant des toboggans aquatiques aux pistes de karting », explique Ralph Zimmermann, responsable métrologie/gestion de la qualité chez Meyer Werft. « Nous utilisons jusqu'à 30 millions de composants pour assembler chaque bateau de croisière, et même les plus petits composants, appelés sections, peuvent avoir des dimensions de 30 x 30 x 2,5 mètres. Lorsque le navire est ensuite assemblé, tout doit correspondre parfaitement. Pour les mesures géométriques et la modélisation des nuages de points que nous effectuons chaque jour, nous utilisons Geomagic Control X. Nous avons conclu un partenariat de longue date avec le fournisseur de logiciels 3D Systems. »

Image
bateau-croisiere-norwegian-bliss-meyer-werft

Le bateau de croisière Norwegian Bliss possède une installation de loisirs unique sur son pont supérieur : une piste de karting. L’ensemble des installations sur le navire doivent être parfaitement adaptées.

La mesure géométrique fait partie du processus de gestion de la qualité chez Meyer Werft depuis 2012. Elle englobe l'ensemble du processus de production pour la construction d'un nouveau navire. Le département est responsable de toutes les tâches de métrologie et travaille en étroite collaboration avec le superviseur de la construction sur le chantier naval. L'une des principales tâches du département est de comparer l'état actuel et l'état cible. Le travail commence par la numérisation des composants et leur assemblage virtuel sur un ordinateur. La vérification de la précision avant le montage permet de gagner beaucoup de temps sur le chantier, dans la mesure où cela réduit considérablement le nombre d'ajustements physiques nécessaires.

Comparaison en 3D de l’état cible 

Dans le secteur de la construction navale, tous les matériaux sont soumis à des altérations dues à des facteurs extérieurs. Le soudage induit une altération des pièces métalliques en raison de l'action thermique. Les composants sont également soumis à des influences mécaniques pendant le transport et le montage, ce qui peut entraîner des déformations. Même les conditions de température peuvent avoir une influence en fonction de la période de l'année. Un composant qui s'intègre parfaitement dans le plan, lors de la production et lors de l'ajustement virtuel peut présenter des écarts problématiques lors de l'assemblage final. Les comparaisons entre l’état cible et la réalité sont par conséquent essentielles. Elles sont créées à l'aide de l'analyse 3D dans Geomagic Control X. Les exigences actuelles comprennent les analyses de surface, les inspections géométriques, les vérifications d'ajustement et la réalité virtuelle.

Analyses de la surface 

André Schreiber, technologue au département de métrologie de Meyer Werft, affirme que « dans nos analyses de la surface, nous cherchons à identifier les écarts par rapport à l'état cible dans une section entièrement assemblée. Une fois que tout a été numérisé à l’aide du scanner laser, nous éditons et analysons le nuage de points avec Geomagic Control X. Ce logiciel nous facilite grandement la tâche, puisqu'il peut traiter de gros volumes de données. De plus, il convient à tous les composants, indépendamment de leur taille. » Geomagic Control X peut également être utilisé en combinaison avec tous les types de scanners et toutes les technologies, ce qui permet aux utilisateurs de mesurer et de valider des objets géométriquement et de créer des rapports de test.

L'analyse de la surface (figure 1) montre clairement où se trouvent réellement les élévations et les creux sur la surface du pont par rapport à l'état cible. Des irrégularités de surface de quelques millimètres seulement sur le pont d'un bateau de croisière peuvent provoquer des flaques d'eau. Des écarts de ce type peuvent également se produire sous le pont. Par exemple, certaines parties du navire sont carrelées et un plancher inégal peut causer des fissures au niveau des carreaux.

Image
geomagic-control-x-3d-systems

1 - La carte couleur de l'analyse de la surface de Geomagic Control X montre des différences notables en termes de hauteur et de profondeur sur la surface du pont.

Si la compagnie maritime qui met en service le navire venait à découvrir de tels problèmes au moment de la livraison du navire, cela occasionnerait des réparations coûteuses. Grâce au travail effectué par les ingénieurs métrologues utilisant Geomagic Control X, ces problèmes peuvent être corrigés sur le chantier naval.Les zones concernées sont retravaillées et la surface du pont est nivelée en calculant précisément la quantité de produit de nivellement nécessaire : plus de flaques d'eau ni de pieds mouillés pour les passagers souhaitant profiter des transats.

L'analyse du pont implique un processus similaire ; les données du modèle CAO sont comparées aux conditions réelles sur site, dès lors les écarts peuvent être identifiés immédiatement (figure 2). Grâce à l’analyse 3D, il est possible d'intervenir dans le processus de construction si, par exemple, des ajustements sont nécessaires en raison du positionnement des tuyaux à différentes hauteurs. Elle permet également d'éviter les complications structurelles ultérieures lors de la décoration intérieure.

Image
geomagic-control-x-3d-systems-2

2 - L'analyse du pont de Geomagic Control X montre où les données du modèle CAO s'écartent des conditions réelles sur site. Cela permet de s'assurer que les ajustements nécessaires sont effectués dans les délais.

Anticiper et corriger les écarts

Les inspections géométriques de la coque du navire sont cruciales. Dans le stabilisateur utilisé à titre d’exemple (figure 3), les bords de la surface de la coque ne coïncident pas ; le résultat de la numérisation est visiblement différent de celui du modèle CAO. La comparaison 3D intervient dans le cadre du processus d’assurance qualité pour décider si un écart dû à une déformation attendue respecte la plage de tolérance. Ralph Zimmermann nous explique : « Les analyses 3D nous fournissent une vision claire de tous les écarts. Il peut être nécessaire d'ajuster le composant en question si sa fonctionnalité est limitée, si les écarts le rendent généralement plus sujet aux erreurs, ou s'il n'est pas conforme aux règles de sécurité. »

La vérification de l'ajustement permet d'économiser du temps et de l'argent pour les demandes de changement de dernière minute pendant la construction.Il n'est pas rare que le client demande que des modifications soient apportées au niveau d'un navire de croisière ou de son équipement au cours de la construction, comme en témoignent les propos de Ralph Zimmermann : « Nous avons eu un cas où le client souhaitait une plus grande capacité pour les canots de sauvetage, qui devaient être produits par un fournisseur en Italie. La conception des bateaux a donc été considérablement modifiée et les dimensions n’étaient plus les mêmes que celles prévues à l'origine. Sur le chantier naval, nous avons dû nous assurer que les bateaux redimensionnés pouvaient toujours tenir dans les bossoirs prévus pour les embarcations de sauvetage et être mis à l'eau correctement. » Une simple comparaison des dimensions (longueur, largeur et hauteur) était trop risquée. Étant donné que la seule autre solution viable aurait été de transporter un canot de sauvetage d'Italie en Allemagne pour vérifier l’ajustement, il a été scanné par les ingénieurs de Meyer Werft dans les locaux du fabricant. Le service de métrologie a ensuite effectué des contrôles à l'aide de Geomagic Control X. Le résultat a été positif : les nouveaux canots de sauvetage s’adaptaient parfaitement et aucune autre modification n’a été nécessaire au niveau de la structure du navire.

Image
geomagic-control-x-3d-systems-3

3 - Le résultat de la numérisation du stabilisateur montre une nette différence entre l'état cible et l'état réel dans Geomagic Control X.

Des outils tels que les scanners laser et des logiciels performants en matière de métrologie et de gestion de la qualité sont devenus indispensables dans la construction navale moderne. Ils jouent un rôle clé et visent à s’assurer que les composants coïncident parfaitement lors de l’assemblage, que les modifications nécessaires peuvent être effectuées rapidement et que le navire est achevé et livré dans les délais prévus. « Nous devons pouvoir nous fier constamment à nos résultats de mesure. Avec 3D Systems, nous pouvons compter sur un partenaire fiable qui comprend nos besoins et améliore sans cesse son logiciel d'inspection. Cela nous permet de construire des bateaux de croisière, des ferries et des navires de recherche exceptionnels », conclut Ralph Zimmermann.

Newsletter

Ne manquez plus aucune info sur la fabrication additive