计量学和CAD
国际热核聚变实验反应堆（ITER）借助PolyWorks®以最精确的方式组装其巨型组件
ITER是有史以来最雄心勃勃的能源项目之一。在法国南部，35个国家正在合作建造世界上最大的托卡马克磁聚变装置，旨在证明核聚变作为大规模无碳能源的可行性，其原理与为我们的太阳和恒星提供能源的原理相同。
面临的挑战
ITER反应堆的组装正在进行中。来自三大洲数百家工厂的托卡马克组件在该国际项目的现场进行组装。ITER组织负责整合和组装由七个项目成员交付给现场的元件。然而，组装这些元件不仅仅是一个互锁组件的游戏：这些元件不仅复杂而繁多，而且公差极其严格甚至在毫米之内。
解决方案
需要基于数字化的分析，以确保各组件完美地结合在一起。由测量专家收集数据是一个重要的预备步骤。他们的目标是在测量每个组件以验证其合规性之后，为逆向工程专家提供精确的数据。在这两个阶段-测量和逆向工程-都要使用PolyWorks软件。
低温恒温器的整体扫描，并绘制出与名义零件的偏差图。
“在我加入ITER计划之前，我曾在一个大型项目中使用过PolyWorks|Inspector™。我想继续使用这个软件，它允许我们直接在软件中获取大型点云，”ITER测量组的工程师Lionel Poncet说道。“当涉及到分析大量的点时，市面上的其他软件可分析的点数量有限。我们选择了PolyWorks|Inspector，它满足了对含有大量点的数据进行快速分析的需求，”负责逆向工程的CAD绘图员Hani Gagueche补充说道。
收益
2020年5月，在托卡马克组装坑中安装了低温恒温器底座。ITER团队及其合作伙伴团队花费了十年的时间来设计、建造、交付、组装并最终焊接该低温恒温器的底座。低温恒温器底座高约6米，直径30米，需要移动和定位的重量为1250吨，整合需要测量和三维重建来调整该装置。
“在测量时，我们可以直接使用PolyWorks|Inspector和激光扫描设备。在扫描物体后，我们会得到一个非常精确和非常高质量的点云和三角化模型，这要归功于采集过程中使用的工具，”Lionel Poncet解释说。“收到数据后，我们就会利用掌握的标明关键组装区域的报告进行分析，并考虑已建成组件和周围已知尺寸组件，以确保它们能很好地协同工作。对于低温恒温器的底座，我们很快意识到，需要用PolyWorks|Inspector来识别非常关键的区域，且需要一个工具来将该组件移动到大约30厘米以上的最接近的毫米区域。我们内部开发了几个工具。PolyWorks| Inspector使我们能够选择最合适的工具，”Hani Gagueche补充说。Lionel Poncet进一步澄清说，在这种情况下，PolyWorks使我们有可能将安装序列优化到12小时以内。
虽然低温恒温器底座的安装并不简单，但更复杂的挑战在等待着测量和逆向工程专家：即将到来的组件的确会更小，但现在区域很拥挤，公差也将更严格。同时，执行操作的最后期限也在逼近！
在放入托卡马克基坑进行最后组装之前，对低温恒温器进行定位。
操作复杂
“今年夏天，在预装工具上安装托卡马克装置真空室的第一个扇形段是很棘手的，”Hani Gagueche 证实道。磁铁、热防护罩和真空室扇形段必须在最关键的位置上以仅20毫米的间隙进行组装。为了提供集成化的传感器，我们必须使用PolyWorks的渲染图来重新确定这些元素的相对位置”。
Lionel Poncet解释说，“预应力环也被完整扫描了。我们创建了一个模型，整合到CAD软件中， 用以预测未来的组装包。矫正线圈也用PolyWorks进行了扫描。在获得的模型上，必须设计出垫片以匹配未来的接口。我们还需要对一些管道进行刻画和测量，以确保不会与未来即将到来的组件发生碰撞。更重要的是，这使我们能够知道未来焊接和切割操作的接口”。
在托卡马克基坑中装配低温恒温器底座。
PolyWorks|Inspector中的彩图，突出了在托卡马克基坑中最后放置时的潜在碰撞。
除了内部团队，承包商在获取点云时也使用PolyWorks。“PolyWorks|Inspector是一个专用于测量的通用模块，允许多设备连接。它具有标准或高级软件包，在能够获得实时”质量”指示的情况下，采集数据，并对密集的点云进行后处理。例如，除了在测量方面，该软件还可以获得间隙图，”PolyWorks Europa的销售经理Thibaut Hehlen说。该公司是InnovMetric的子公司，PolyWorks 的发行商。“PolyWorks软件使用体验非常优秀，它的功能面面俱到，可以快速解决遇到的难题。！ ”Hani Gagueche评价道。
为了获得针对关键案例进行的某些三维重建，逆向工程专家使用PolyWorks|Modeler™，一个建模和逆向工程解决方案。“这个模块使我们能够从非常精确的网格中重建曲面，并提供每个人都能访问的CAD文件，即使用户没有PolyWorks或强大的计算机也可以访问。Hani Gagueche解释说：”CATIA用户（ITER计划中有许多这样的用户）可以因此访问我们制作的文件。
PolyWorks|Modeler中新的自动面积计算算法将很快被ITER团队测试。这种算法可以大大节省重建时间！
