Reverse Engineering für Dummies

Immer häufiger begegnet uns in der Welt um uns herum der Begriff „Reverse Engineering“ (Abkürzung RE) – also Reverse Engineering auf Tschechisch. Wenn Sie nicht wissen, worum es geht, oder eine Ahnung davon haben, aber gerne ein tieferes Verständnis erlangen möchten, dann ist dieser Artikel genau das Richtige für Sie.

Was ist Reverse Engineering?

Dabei handelt es sich um einen Prozess, bei dem wir aus einem bereits vorhandenen Objekt ein Datenmodell erstellen müssen, das das gegebene Objekt für die zukünftige Reproduktion vollständig beschreibt. Dieser Begriff ist in vielen Branchen zu finden. Selbst in der Medizin beispielsweise wird sich ein neuer Virustyp unter Menschen ausbreiten. Um den richtigen Antikörper zu erzeugen, ist es notwendig, vollständig zu erfassen, woraus das Virus besteht und wie es sich verhält. Anschließend kann ein wirksamer Abwehrstoff geschaffen werden.

In unserem Fall handelt es sich jedoch um die Umwandlung eines bereits vorhandenen Teils zurück in Computerform. Wir führen Reverse Engineering durch, auch wenn wir das Teil mit klassischen Lehren (mit Messschiebern, Maßband, Winkeln...) vermessen und das Teil auf Basis dieser Werte im CAD-System neu aufbauen. Das 3D-Scannen findet hier seine Anwendung, wenn das zu messende Teil eine komplexere Form hat oder viele Elemente enthält, die gemessen werden müssen. Die Zeitersparnis ist dann spürbar und die Genauigkeit höher. Nach dem Scan haben wir die Daten auch auf dem PC gespeichert und können darauf zurückgreifen, unabhängig davon, ob wir den physischen Teil noch haben.

Wie funktioniert Reverse Engineering mit 3D-Scanning?

Wir scannen das Teil, das wir für die spätere Produktion oder Archivierung neu erstellen müssen, mit einem 3D-Scanner. Auf diese Weise erhalten wir seine 1:1-Form in digitaler Form – am Computer. Das gescannte Teil wird jedoch mithilfe eines dreieckigen Polygonnetzes erstellt. Das Aufnahmeformat ist meist STL. Dieses Dreiecksnetz direkt zu verändern ist sehr schwierig, oft fast unmöglich. Daher muss das gescannte Teil unter Verwendung parametrischer Elemente, die modifiziert und leicht geändert werden können, neu modelliert werden.

Anschließend modellieren wir das Teil mithilfe eines geeigneten Programms mithilfe von Skizzieren und Funktionen wie Dehnen, Loften, Ziehen usw. in parametrische Elemente um. Es entsteht ein sogenanntes CAD-Modell, das wir weiter modifizieren und bearbeiten können. Sobald das Modell im Computer aufgebaut ist, können wir seine Größe und individuelle Abmessungen ändern.
Die Zeit, die benötigt wird, um ein CAD-Modell neu zu erstellen, das weiter bearbeitet und beispielsweise wiederaufbereitet werden kann, hängt von der Formkomplexität des jeweiligen Teils ab. Die Größe spielt keine Rolle. Die Erstellung eines Modells für ein 5-cm-Teil kann oft fünfmal länger dauern als für ein 5-m-Teil.

Wie hoch ist die Präzision beim Reverse Engineering?

Diese Frage ist immer sehr schwer zu beantworten. Das resultierende Modell wird durch die Summe mehrerer Abweichungen gebildet und daraus ergibt sich dann die resultierende Ungenauigkeit. Obwohl diese Abweichungen vom Originalteil abweichen, bilden sie dennoch ein Modell, das für eine Neuproduktion geeignet ist. Die Gesamtabweichung setzt sich somit zusammen aus:

• Genauigkeit des 3D-Scanners: Kein 3D-Scanner erfasst eine reale Form exakt. Es wird immer eine kleine, aber zählbare Abweichung geben.
• Teilumbau: Hier werden die größten Abweichungen belastet. Wir müssen den Scan in parametrische Elemente konvertieren. Wenn wir beispielsweise eine flache Oberfläche scannen, ist diese auf dem Scan nie flach. Wir machen es beim Modellieren gerade und fahren fort. Die Wände verlaufen senkrecht zu diesem Bereich usw. Hier kommt es stark darauf an, wie stark das jeweilige Teil abgenutzt ist und wie viel wir für die Reparatur in seinen Idealzustand aufwenden müssen. Das zweite Beispiel sind Eröffnungen. Das Teil hat ein gebohrtes Loch mit einem Durchmesser von 10. Bereits bei der Produktion selbst gibt es eine Abweichung und das Loch wird mit einem Durchmesser von 10,04 mm hergestellt. Außerdem nutzt es sich mit der Zeit ab und wir werden es scannen und es wird einen Durchmesser von 10,08 mm haben. Beim neuen Modell möchten wir jedoch das Loch korrigieren und den Durchmesser auf 10 mm einstellen. Dies ist eine Abweichung von der gescannten Form, aber eine Annäherung an den korrekten Zustand. Viele entstehen während der Modellierung dieser Situationen.

Endlich

Reverse Engineering ist eine große Hilfe. Es hilft bei der Wiederaufbereitung von Teilen, die niemand mehr herstellt oder die knapp sind. Sehr oft handelt es sich dabei um Teile beschädigter Maschinen, Ersatzteile für Veteranen oder Nachfertigungen abgekündigter Produkte, deren Dokumentation verloren gegangen ist. Natürlich kann es auch in Kombination mit dem 3D-Druck für kleinere Projekte zu Hause (z. B. eine kaputte Hülle) verwendet werden.
Je komplexer die Form des Teils ist, desto länger dauert die Verarbeitung der Daten im Computer. Beispielsweise können nur Statuen gescannt und direkt in 3D gedruckt werden. Zehntel spielen hier keine Rolle.