Reverzní inženýrství for Dummies

Čím dál častěji se můžeme ve světě kolem nás setkat s pojmem „Reverse engineering“ (zkratka RE) – česky tedy reverzní inženýrství. Pokud nevíte, o co jde, nebo tušíte ale rádi byste si doplnili hlubší povědomí, tak je tento článek právě pro vás.

Co to je reverzní inženýrství?

Jedná se o proces, kdy z již existujícího předmětu potřebujeme zpětně zbudovat datový model, který daný předmět kompletně popisuje pro budoucí znovu výrobu. S tímto pojmem se lze setkat v mnoha odvětvích. Například i v medicíně – mezi lidmi se začne šířit nový typ viru – pro tvorbu správné protilátky je nutné kompletně zmapovat z čeho se virus skládá a jak se chová. Následně lze vytvořit účinnou obranou látku.

V našem případě se však jedná o převod již existujícího dílu zpět do počítačové podoby. Reverzní inženýrství provádíme i pokud díl měříme klasickými měřidly (šuplerou, metrem, úhelníky…) a na základě těchto hodnot znovu díl budujeme v CAD systému. 3D skenování zde najde své uplatnění, pokud je měřený díl tvarově složitější nebo obsahuje mnoho prvků, které se musí proměřit. Časová úspora je pak znatelná a přesnost vyšší. Po naskenování máme také data uložená v PC a můžeme se k nim vracet bez ohledu na to, zda máme fyzický díl stále k dispozici.

Jak reverzní inženýrství za pomocí 3D skenování probíhá?

Díl, který potřebujeme znovu vytvořit pro následnou výrobu, nebo archivaci naskenujeme pomocí 3D skeneru. Tím získáme jeho podobu 1:1 v digitální podobě – v počítači. Naskenovaný díl je však tvořen pomocí trojúhelníkové polygonové sítě. Formát zápisu bývá nejčastěji STL. Měnit přímo tuto trojúhelníkovou síť je velmi náročné, často téměř nemožné. Proto se naskenovaný díl musí pře-modelovat pomocí parametrických prvků, které lze upravovat a jednoduše měnit.

Následně tedy, za použití vhodného programu, díl přemodelujeme do parametrických prvků pomocí skicování a funkcí jako vysouvání, loftování, tažení atd. Vznikne tzv. CAD model, který můžeme dále upravovat a pracovat s ním. Jakmile je model v počítači zbudován, můžeme měnit jeho velikost a jednotlivé rozměry.
Časová náročnost znovu vytvoření CAD modelu, s kterým se dá dále pracovat, a například jej znovu vyrobit, se odvíjí od tvarové náročnosti daného dílu. Nezáleží na velikosti. Často může trvat 5x déle vytvořit model pro 5cm díl než pro 3metrový.

Jaká je přesnost při reverzním inženýrství?

Na tuto otázku se vždy velmi obtížně odpovídá. Výsledný model je tvořen součtem několika odchylek, a to pak tvoří výslednou nepřesnost. Tyto odchylky se sice odlišují od reálného dílu, ale zároveň tvoří model, který je vhodný pro novou výrobu. Celková odchylka je tedy složena z:

• Přesnost 3D skeneru: Žádný 3D skener nenasnímá reálný tvar úplně přesně. Vždy vznikne, byť malá, ale počitatelná odchylka.
• Přemodelování dílu: Zde se načítají největší odchylky. Sken musíme převést na parametrické prvky. Pokud například naskenujeme rovnou plochu, tak na skenu není nikdy rovná. My ji při modelaci uděláme rovnou a postupujeme dále. Stěny budou kolmé na tuto plochu atd. Zde pak hodně záleží, jak moc je daný díl opotřebený a jak moc ho musíme opravovat do ideálního stavu. Druhým příkladem jsou otvory. Díl má vyvrtaný otvor o průměru 10. Už při samotné výrobě dojde k odchylce a otvor vyroben s průměrem 10,04 mm. Postupem času se také opotřebovává a my jej naskenujeme a bude mít průměr 10,08 mm. V novém modelu však otvor budeme chtít spravit a uděláme průměr rovných 10 mm. Jedná se o odchylku vůči skenovanému tvaru, ale o přiblížení se správnému stavu. Během modelování těchto situací vzniká mnoho.

Závěrem

Reverzní inženýrství je obrovským pomocníkem. Pomáhá znovu vyrábět díly, které už nikdo nevyrábí, nebo jsou nedostatkové. Velmi často se jedná o díly z poškozených strojů, náhradní díly pro veterány nebo znovu výrobu ukončených produktů, ke kterým se ztratila dokumentace. Samozřejmě lze jej využít i v kombinaci s 3D tiskem pro menší projekty v domácnostech (např. rozbitá krytka).
Čím více je díl tvarově složitější, tím delší čas je nutný pro zpracování dat v samotném počítači. Naskenovat a rovnou 3D tisknout se dají například jen sochy. Zde na desetinách nezáleží.