Inżynieria odwrotna dla opornych

Coraz częściej w otaczającym nas świecie możemy spotkać się z określeniem „inżynieria odwrotna” (w skrócie RE) – czyli po czesku inżynieria odwrotna. Jeśli nie wiesz o co chodzi lub masz przeczucie, ale chciałbyś uzyskać głębsze zrozumienie, ten artykuł jest właśnie dla Ciebie.

Co to jest inżynieria odwrotna?

Jest to proces, w którym musimy zbudować model danych z już istniejącego obiektu, który całkowicie opisuje dany obiekt do przyszłej reprodukcji. Termin ten można spotkać w wielu branżach. Np. nawet w medycynie – nowy typ wirusa zacznie się rozprzestrzeniać wśród ludzi – aby stworzyć odpowiednie przeciwciało, trzeba dokładnie zmapować, z czego wirus się składa i jak się zachowuje. Następnie można stworzyć skuteczną substancję obronną.

W naszym przypadku jest to jednak konwersja już istniejącej części z powrotem do postaci komputerowej. Inżynierię odwrotną przeprowadzamy nawet jeśli mierzymy część klasycznymi sprawdzianami (suwmiarką, taśmą mierniczą, kątownikami...) i na podstawie tych wartości budujemy część od nowa w systemie CAD. Skanowanie 3D znajduje tutaj swoje zastosowanie, jeśli mierzona część ma bardziej złożony kształt lub zawiera wiele elementów wymagających zmierzenia. Oszczędność czasu jest wtedy zauważalna, a dokładność większa. Po skanowaniu dane również mamy zapisane na komputerze PC i możemy do nich wrócić niezależnie od tego czy mamy jeszcze część fizyczną.

Jak działa inżynieria odwrotna ze skanowaniem 3D?

Część, którą potrzebujemy do odtworzenia do późniejszej produkcji lub archiwizacji skanujemy za pomocą skanera 3D. W ten sposób otrzymujemy jego postać 1:1 w formie cyfrowej – na komputerze. Jednakże zeskanowana część jest tworzona przy użyciu trójkątnej siatki wielokątnej. Format nagrywania to najczęściej STL. Bezpośrednia zmiana tej trójkątnej sieci jest bardzo trudna, często prawie niemożliwa. Dlatego zeskanowana część musi zostać przemodelowana przy użyciu elementów parametrycznych, które można modyfikować i łatwo zmieniać.

Następnie za pomocą odpowiedniego programu przebudowujemy część na elementy parametryczne wykorzystując szkicowanie i funkcje takie jak wydłużanie, wyciąganie, przeciąganie itp. Powstaje tzw. model CAD, który możemy dalej modyfikować i pracować na nim. Po zbudowaniu modelu w komputerze możemy zmienić jego wielkość i indywidualne wymiary.
Czas potrzebny na odtworzenie modelu CAD, który można dalej obrabiać i np. regenerować, zależy od złożoności kształtu danej części. Rozmiar nie ma znaczenia. Często utworzenie modelu dla części o długości 5 cm może zająć 5 razy dłużej niż w przypadku części o długości 3 m.

Jaka jest precyzja w inżynierii odwrotnej?

Odpowiedź na to pytanie jest zawsze bardzo trudna. Powstały model składa się z sumy kilku odchyleń, co z kolei tworzy wynikową niedokładność. Chociaż te odchylenia różnią się od części rzeczywistej, tworzą również model nadający się do nowej produkcji. Na całkowite odchylenie składa się zatem:

• Dokładność skanera 3D: Żaden skaner 3D nie oddaje dokładnie rzeczywistego kształtu. Zawsze będzie małe, ale policzalne odchylenie.
• Przebudowa części: Tutaj ładowane są największe odchylenia. Musimy przekonwertować skan na elementy parametryczne. Na przykład, jeśli skanujemy płaską powierzchnię, na skanie nigdy nie jest ona płaska. W trakcie modelowania prostujemy i przechodzimy dalej. Ściany będą prostopadłe do tego obszaru itp. Tutaj dużo zależy od tego jak bardzo dana część jest zużyta i ile musimy ją naprawić do idealnego stanu. Drugi przykład to dziury. Część posiada wywiercony otwór o średnicy 10. Już w trakcie samej produkcji następuje odchylenie i wykonuje się otwór o średnicy 10,04 mm. Z biegiem czasu również się zużywa, a my go zeskanujemy i będzie miał średnicę 10,08 mm. W nowym modelu będziemy jednak chcieli skorygować otwór i sprawić, aby średnica była równa 10 mm. Jest to odchylenie od zeskanowanego kształtu, ale podejście do stanu prawidłowego. Wiele z nich pojawia się podczas modelowania takich sytuacji.

W końcu

Inżynieria odwrotna jest ogromną pomocą. Pomaga w regeneracji części, których nikt już nie produkuje lub których brakuje. Bardzo często są to części z uszkodzonych maszyn, części zamienne dla weteranów lub reprodukcje produktów wycofanych z produkcji, dla których zaginęła dokumentacja. Oczywiście można go zastosować także w połączeniu z drukiem 3D przy mniejszych projektach w domu (np. uszkodzona okładka).
Im bardziej złożony kształt części, tym dłuższy czas przetwarzania danych w samym komputerze. Na przykład tylko posągi można skanować i bezpośrednio drukować w 3D. Dziesiątki nie mają tu żadnego znaczenia.