SHINING 3Dの高精度3Dスキャン技術により、新エネルギーヨットの長距離航海が可能に

杭州の銭塘江のほとりで、一隻の革新的な電動カタマランが静かにその姿を現しつつあります。

ベテランのセーラーでありエンジニアでもあるHu Wei氏にとって、従来のディーゼルエンジン搭載セーリングヨットの課題は以前から明らかでした。操船が複雑で、メンテナンスの負担が大きく、騒音も多いうえ、燃料による環境汚染も避けられません。そこでHu Wei氏とそのチームは、中国の強力な製造基盤と急速に発展する新エネルギー関連サプライチェーンを活用し、未来を見据えたセーリングヨットの開発に着手しました。それは、船舶の推進システムを根本から見直し、さらには何世紀にもわたって使われてきた舵システムさえも廃した、まったく新しいコンセプトの船です。

しかし、このビジョンを現実のものにするまでには、多くの技術的課題がありました。

船体には軽量かつ高い耐久性を備えたアルミニウム合金が採用されていますが、その製造工程では大規模な溶接作業が必要となります。溶接時に発生する熱変形は、寸法精度や流体性能に大きな影響を及ぼす可能性があります。船体設計の最適化、製造精度の向上、そして将来的な商業化を実現するために、チームはより高度なデジタル検査ソリューションを必要としていました。

現在、SHINING 3Dの高精度3Dスキャン技術が、この野心的なコンセプトを実際に航行可能な船へと変革するための重要な役割を果たしています。

常識に挑む次世代電動カタマラン

過去数十年にわたり、Hu Wei氏は海底ケーブルエンジニアリングや国際プロジェクトマネジメントの分野でキャリアを築いてきました。また、自らセーリングクラブを設立し、従来型セーリングヨットの長所と課題の両方について深い知見を培ってきました。

やがて、Hu Wei氏の中でひとつの問いが明確になっていきました。
「本当に未来のために設計されたセーリングヨットを造れないだろうか？」

数千万元規模の投資を行い、Hu Wei氏のチームは電動推進技術を中核とする新エネルギー型カタマラン「HighWei 66」の開発を開始しました。

この船は、帆走システム、可変ピッチ式電動推進システム、太陽光発電、そして回生エネルギー回収技術を統合しています。ディーゼル燃料に依存することなく、数千海里にわたる航行が可能であり、理論上は極地探検にも対応できる性能を備えています。

特に注目すべき点は、HighWei 66が従来の舵とディーゼル主機関を完全に廃していることです。その代わりに、2基の電動モーター、可変ピッチプロペラ、そして高度な制御アルゴリズムを組み合わせることで、船体の進行方向を制御しています。

この大胆なエンジニアリング思想のもと、Hu Wei氏とそのチームは、新エネルギー時代のセーリングヨットの未来を再定義することを目指しています。

高精度3Dスキャンでアルミニウム船体の変形課題を解決

長距離航海に求められる性能を実現するため、HighWei 66には軽量でありながら高い強度を備えたアルミニウム合金製の船体構造が採用されています。しかし、アルミニウム合金は溶接や製造工程において熱変形が発生しやすく、大型船舶構造物の寸法精度を管理することは非常に困難です。

従来の造船検査では、メジャーやノギスなどの手動測定工具に大きく依存していました。これらの方法は局所的な寸法測定には適しているものの、船体全体の3D形状を完全に取得することはできず、船体全体に生じた変形を正確に定量化することも困難でした。

この課題を解決するため、チームはSHINING 3Dの「FreeScan Trak」シリーズ3Dスキャナーを導入しました。

大型工業部品の測定向けに特別設計されたこのスキャナーは、ワイヤレス操作、広範囲でのダイナミックトラッキング、高精度、高速スキャンを実現しており、造船分野に最適なソリューションです。

このシステムは、マーカーを貼付することなく船体全体の形状データを取得できます。これにより、エンジニアはカタマランの喫水線断面における長さ、幅、周長といった重要な寸法を正確に測定することが可能になります。

また、ワイヤレス設計により、オペレーターはケーブルに制約されることなく造船所や屋外環境を自由に移動できるため、現場での作業効率を大幅に向上させます。

取得したスキャンデータは、専用の検査ソフトウェアに取り込まれ、元のCAD設計モデルと直接比較されます。カラー偏差マップによって、実際に製造された船体と理論上の設計形状との寸法差異を視覚的に分かりやすく確認することができます。

これらの分析結果を活用することで、エンジニアは構造設計の最適化を行うとともに、CFDシミュレーションを実施し、船体変形が流体抵抗に与える影響をより深く理解することが可能になります。このデータドリブンなワークフローにより、製造誤差を発生源から管理できるだけでなく、試作段階から量産可能な船舶開発までのサイクルを大幅に短縮することができます。