Reverzné inžinierstvo for Dummies

Čím ďalej častejšie sa môžeme vo svete okolo nás stretnúť s pojmom „Reverse engineering“ (skratka RE) – po slovensky teda reverzné inžinierstvo. Pokiaľ neviete, o čo ide, alebo tušíte ale radi by ste si doplnili hlbšie povedomie, tak je tento článok práve pre vás.

Čo to je reverzné inžinierstvo?

Ide o proces, kedy z už existujúceho predmetu potrebujeme spätne vybudovať dátový model, ktorý daný predmet kompletne popisuje pre budúcu znova výrobu. S týmto pojmom sa možno stretnúť v mnohých odvetviach. Napríklad aj v medicíne - medzi ľuďmi sa začne šíriť nový typ vírusu - pre tvorbu správnej protilátky je nutné kompletne zmapovať z čoho sa vírus skladá a ako sa chová. Následne je možné vytvoriť účinnú obranú látku.

V našom prípade však ide o prevod už existujúceho dielu späť do počítačovej podoby. Reverzné inžinierstvo vykonávame aj pokiaľ diel meriame klasickými meradlami (šuplerom, metrom, uholníkmi…) a na základe týchto hodnôt znovu diel budujeme v CAD systéme. 3D skenovanie tu nájde svoje uplatnenie, pokiaľ je meraný diel tvarovo zložitejší alebo obsahuje mnoho prvkov, ktoré sa musia premerať. Časová úspora je potom znateľná a presnosť vyššia. Po naskenovaní máme aj dáta uložené v PC a môžeme sa k nim vracať bez ohľadu na to, či máme fyzický diel stále k dispozícii.

Ako reverzné inžinierstvo pomocou 3D skenovania prebieha?

Diel, ktorý potrebujeme znovu vytvoriť pre následnú výrobu, alebo archiváciu naskenujeme pomocou 3D skenera. Tým získame jeho podobu 1:1 v digitálnej podobe - v počítači. Naskenovaný diel je však tvorený pomocou trojuholníkovej polygónovej siete. Formát zápisu býva najčastejšie STL. Meniť priamo túto trojuholníkovú sieť je veľmi náročné, často takmer nemožné. Preto sa naskenovaný diel musí pre-modelovať pomocou parametrických prvkov, ktoré je možné upravovať a jednoducho meniť.

Následne teda, za použitia vhodného programu, diel premodelujeme do parametrických prvkov pomocou skicovania a funkcií ako vysúvanie, loftovanie, ťahanie atď. Vznikne tzv. CAD model, ktorý môžeme ďalej upravovať a pracovať s ním. Akonáhle je model v počítači vybudovaný, môžeme meniť jeho veľkosť a jednotlivé rozmery.
Časová náročnosť znovu vytvorenia CAD modelu, s ktorým sa dá ďalej pracovať, a napríklad ho znova vyrobiť, sa odvíja od tvarovej náročnosti daného dielu. Nezáleží na veľkosti. Často môže trvať 5x dlhšie vytvoriť model pre 5cm diel ako pre 3metrový.

Aká je presnosť pri reverznom inžinierstve?

Na túto otázku sa vždy veľmi ťažko odpovedá. Výsledný model je tvorený súčtom niekoľkých odchýlok, a to potom tvorí výslednú nepresnosť. Tieto odchýlky sa síce odlišujú od reálneho dielu, ale zároveň tvoria model, ktorý je vhodný na novú výrobu. Celková odchýlka je teda zložená z:

• Presnosť 3D skenera: Žiadny 3D skener nenasníma reálny tvar úplne presne. Vždy vznikne, hoci malá, ale počítateľná odchýlka.
• Premodelovanie dielu: Tu sa načítajú najväčšie odchýlky. Sken musíme previesť na parametrické prvky. Pokiaľ napríklad naskenujeme rovnú plochu, tak na skene nie je nikdy rovná. My ju pri modelácii urobíme rovno a postupujeme ďalej. Steny budú kolmé na túto plochu atď. Tu potom veľmi záleží, ako veľmi je daný diel opotrebovaný a ako veľmi ho musíme opravovať do ideálneho stavu. Druhým príkladom sú otvory. Diel má vyvŕtaný otvor s priemerom 10. Už pri samotnej výrobe dôjde k odchýlke a otvor vyrobený s priemerom 10,04 mm. Postupom času sa tiež opotrebováva a my ho naskenujeme a bude mať priemer 10,08 mm. V novom modeli však otvor budeme chcieť spraviť a urobíme priemer rovných 10 mm. Ide o odchýlku voči skenovanému tvaru, ale o priblížení sa správnemu stavu. Počas modelovania týchto situácií vzniká mnoho.

záverom

Reverzné inžinierstvo je obrovským pomocníkom. Pomáha znovu vyrábať diely, ktoré už nikto nevyrába, alebo sú nedostatkové. Veľmi často sa jedná o diely z poškodených strojov, náhradné diely pre veteránov alebo znovu výrobu ukončených produktov, ku ktorým sa stratila dokumentácia. Samozrejme je možné ho využiť aj v kombinácii s 3D tlačou pre menšie projekty v domácnostiach (napr. rozbitá krytka).
Čím viac je diel tvarovo zložitejší, tým dlhší čas je nutný na spracovanie dát v samotnom počítači. Naskenovať a rovno 3D tlačiť sa dajú napríklad len sochy. Tu na desatinách nezáleží.