Как выглядит процесс обратного проектирования | В каких областях применяется реверс-инжиниринг | Как 3D‑сканеры могут ускорить обратное проектирование | Каковы ожидания?
Реверс-инжиниринг (также известный как обратное проектирование или обратный инжиниринг) – привычный термин для многих специалистов, чья работа связана с 3D‑технологиями. Это метод создания виртуальной 3D‑модели на основе физической детали для использования в программах автоматизированного проектирования, конструирования и производства (CAD/CAM/CAE) либо в другом программном обеспечении для проектировщиков.
Процесс включает в себя измерение объекта вручную или с помощью передовых технологий трехмерных измерений, таких как 3D‑сканирование, для его перевода в твердотельную 3D‑модель.
Обратное проектирование имеет ценность для решения различных задач, например, анализа функциональности продукта и его компонентов, оценки затрат и выявления потенциальных нарушений патентов. Оно также может использоваться для восстановления или создания документации, которая была утеряна или в принципе не существует, – обычно это касается изделий, разработанных до того, как программное обеспечение САПР получило широкое распространение.
Физические характеристики поверхности объекта можно измерить с использованием инструментов 3D‑сканирования – ручных 3D‑сканеров, координатно-измерительных машин (КИМ) и портативных шарнирных манипуляторов (роботизированных рук). Данные измерений, как правило, представлены облаком точек и не содержат информации о топологии, поэтому они чаще всего сохраняются в виде полигональной сетки (STL‑файла), а затем трансформируются в более удобный для использования формат CAD‑модели.
Хотите оптимизировать реверс-инжиниринг или контроль качества в своей организации? Подберем 3D‑сканер и ПО или выполним проект по вашему заказу:
Закажите консультацию 3D-экспертов
Как выглядит процесс обратного проектирования
![Процесс реверс-инжиниринга]( https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2022.11.24 ZG reverse engineering/reverse-engineering-process.jpg)
Зачем производителю проводить обратное проектирование? Воспроизвести компонент, чтобы проанализировать, почему деталь не работает, изменить или улучшить существующую оснастку или выяснить причину проблем со сборкой? Прежде чем запустить проект реверс-инжиниринга, предприятию необходимо четко определить свои потребности.
Перед началом процесса обратного инжиниринга производитель должен решить, какую технологию 3D-измерений следует использовать в первую очередь. Возьмем для примера портативный лазерный 3D‑сканер AtlaScan компании ZG Technology.
Сначала специалист проводит подготовку сканируемой детали – наклеивает позиционные метки (маркеры) на ее поверхность. Затем выполняется собственно 3D‑сканирование, то есть оцифровка объекта, который необходимо воссоздать, фиксируя все размеры и детали.
Смотрите серию видеообзоров лазерных 3D-сканеров ZG Technology
Когда процесс сканирования завершен, полученные данные обрабатываются в универсальном формате сетки или облака точек в программном обеспечении сканера ZG. Таким образом мы можем очистить, исправить и улучшить сканы. Данные сканирования в виде сетки или облака точек импортируются в программное обеспечение САПР, такое как Design X, SolidWorks, Siemens NX или PointShape Design, после чего промышленный дизайнер или специалист по обратному проектированию создает 3D-модель и вносит необходимые изменения.
Для быстрого создания прототипа на основе 3D‑модели производитель может использовать 3D‑принтер. Далее эксперт оценивает, соответствует ли 3D‑модель требованиям. Если нет, то она дорабатывается до удовлетворительного результата – изменять ее можно сколько угодно раз. После создания идеальной 3D‑модели компания имеет возможность производить детали как единично, так и серийно.
![Литая деталь]( https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2022.11.24 ZG reverse engineering/casting-part.jpg)
![Сканы и CAD-модель]( https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2022.11.24 ZG reverse engineering/cad-model.jpg)
В каких областях применяется реверс-инжиниринг
Обратное проектирование широко используется в различных отраслях, таких как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, инструментальное производство, сохранение культурного наследия и произведений искусства, и т.д. Применение реверс-инжиниринга может помочь компаниям оптимизировать производство, получить конкурентное преимущество и сократить расходы.
Рассмотрим некоторые из наиболее распространенных задач, решаемых с помощью 3D‑измерений и обратного инжиниринга.
Читайте в блоге Обратное проектирование в машиностроении: 4 условия успешного внедрения
1. Замена устаревших деталей
Восстановление деталей, снятых с производства, – один из типичных видов применения реверс-инжиниринга – предполагает изучение и воспроизведение отдельных частей машин и механизмов для поддержания их в рабочем состоянии.
К примеру, на заводе есть оборудование, которое обеспечивает работу всей конвейерной системы в течение каждой рабочей смены. Время от времени одна из деталей машины изнашивается и требует замены. При этом некоторые детали могут больше не производиться, если машина старая.
Вместо того чтобы вкладывать огромные средства в новый конвейер, предпочтительным вариантом для производства будет сохранить прежнее оборудование и заменять неисправные детали. При обратном проектировании можно использовать 3D-сканер ZG для цифрового копирования конструкции дефектной детали. После этого можно создать новую копию детали и установить ее в машину.
Эксперты iQB Technologies рекомендуют статью 17 передовых программ для обработки данных 3D‑сканирования
2. Анализ отказов
Методы реверс-инжиниринга могут сыграть важную роль в анализе повреждений и отказов. Чтобы выяснить причину отказа машины, может потребоваться ее разборка или изучение конструкторской документации. Получив эту информацию, вы сможете узнать, как исправить или улучшить изделие, и оно снова будет функционировать должным образом.
Изучение продукта с помощью обратного проектирования помогает выявить детали, поврежденные из-за ошибок в конструкции. Анализ цифровой конструкторской документации, созданной посредством реверс-инжиниринга, также может обнаружить недостатки и помочь вам определить, как спланировать ремонт того или иного оборудования.
![3D-сканер ZG AtlaScan]( https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2022.11.24 ZG reverse engineering/atlascan3.jpg)
3. Усовершенствование комплектующих
Неудивительно, что обратный инжиниринг можно использовать и для улучшения деталей. После проведения анализа отказов может потребоваться изменение какого-либо компонента. Если на рынке нет замены или альтернативной детали, можно прибегнуть к обратному проектированию для создания копии оригинальной конструкции. После этого конструкцию можно изменить для улучшения ее рабочих характеристик и надежности.
Если оборудованию требуются более прочные соединения или усиление сварных швов, проблемные детали будут исследованы на предмет контроля геометрии и перепроектированы с увеличением толщины или с применением более прочных металлов. Вы сами определите, какие размеры нужно сохранить, а какие аспекты изменить путем обратного проектирования. Если вы хотите объединить две или более деталей в единый и более функциональный компонент, реверс-инжиниринг поможет выявить эту возможность.
4. Диагностика и решение проблем
Обратное проектирование играет не менее важную роль в диагностике и решении проблем в различных промышленных процессах. В заводских условиях последовательность операций иногда замедляется из-за неисправности или неэффективной работы, и будет трудно найти источник проблемы, когда производственная система состоит из множества машин и компонентов. С помощью реверс-инжиниринга можно получить глубокое понимание того, как все работает как единое целое, и использовать эти знания для выявления проблем.
Смотрите видео Знакомство с ПО для реверс-инжиниринга PointShape Design: мастер-класс эксперта
Как 3D‑сканеры могут ускорить обратное проектирование
Благодаря повышенной точности и эффективности, в отличие от ручных методов и других технологий трехмерных измерений, портативные 3D-сканеры значительно ускоряют процесс реверс-инжиниринга. Рассмотрим основные преимущества сканеров ZG.
![3D-сканирование]( https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2022.11.24 ZG reverse engineering/atlascan4.jpg)
1. Исключительная портативность и простота в использовании:
-
перед сканированием необходима небольшая подготовка;
-
сканер можно использовать прямо на производстве;
-
доступность для операторов с любым уровнем квалификации.
2. Высокая скорость:
-
миллионы измерений в секунду;
-
формирование сетки из скана за несколько секунд.
3. Высокая точность:
-
независимо от сложности геометрии объекта;
-
независимо от сложности поверхности объекта;
-
точность может достигать 0,01 мм.
Благодаря этим характеристикам 3D‑сканеры ZG позволят значительно ускорить процесс реверс-инжиниринга.
Каковы ожидания?
Нет никаких сомнений, что у реверс-инжиниринга большое и многообещающее будущее. Эффективность и сложность рабочих процессов обратного проектирования повысятся, поскольку дальнейшие технологические инновации коснутся и измерительного 3D‑оборудования, и специализированного программного обеспечения. Компания ZG Technology – не исключение: ее продукты будут совершенствоваться и становиться все более надежными для клиентов.
Примечание: 3D‑сканеры ZG AtlaScan, RigelScan и ZGScan 717 внесены в Гостреестр средств измерений РФ
Материал предоставлен компанией ZG Technology
Статья опубликована 24.11.2022 , обновлена 04.09.2024