Czym jest inżynieria odwrotna?

Inżynierią odwrotną nazywamy proces badania obiektu, urządzenia lub programu, który ma na celu jego odtworzenie. Ma ona swoje zastosowanie w obszarach takich jak m. in. inżynieria komputerowa, mechaniczna, elektroniczna, czy chemiczna. Jest ona szczególnie przydatna w przypadkach, kiedy nie mamy wiedzy potrzebnej do produkcji danego urządzenia (jak np. dokumentacja techniczna).

Odtwarzanie modelu CAD na podstawie skanu 3D

W przypadku inżynierii mechanicznej, proces ten polega na stworzeniu wirtualnego modelu 3D na podstawie rzeczywistego obiektu w celu jego powielenia lub modyfikacji.

Przykładowy schemat pracy w procesie Scan-to-CAD:

1. Import danych wejściowych (siatki trójkątów) otrzymanych w procesie skanowania do oprogramowania do inżynierii odwrotnej.
2. Spozycjonowanie siatki w układzie współrzędnych
3. Rozpoznanie geometrii możliwej do interpretacji przez oprogramowanie CAD np.:
   • Płaszczyzny
   • Walce
   • Stożki
   • Kule
   • Przekroje
   • Linie środkowe
   • Powierzchnie (NURBS)
4. Eksport geometrii do oprogramowania CAD i modelowanie obiektu
5. Weryfikacja uzyskanego modelu CAD na podstawie porównania z wyjściową siatką trójkątów
6. Eksport modelu

Tworzenie geometrii na obiekcie w oprogramowaniu do inżynierii odwrotnej

Tworzenie geometrii rozpoczynamy od poznania płaszyczn:

Następnie, odsuwając jedną z płaszczyzn bocznych o niewielką odległość, uzyskujemy szkic przekroju elementu w formie splajnu:

Możemy zauważyć, że podłużne ściany obiektu można opisać przy pomocy narzędzi walca i stożka:

Ostatnim krokiem jest utworzenie powierzchni na górnej ściance:

Eksport danych do oprogramowania CAD

Metoda 1: wyciągnięcie przez obrót

Do odtworzenia obiektu wykorzystane zostaną: szkic przekroju, oś walca, płaszczyzny.

W pierwszym kroku rysujemy nowy szkic profilu na podstawie zaimportowanego, oraz konwertujemy oś obrotu walca:

Następnie wykonujemy operację wyciągnięcia przez obrót:

W ostatnim kroku przycinamy bryłę przy pomocy narzędzi edycji bezpośredniej:

Poniżej zaprezentowano efekt końcowy:

Metoda 2: przycięcie powierzchniami

Do odtworzenia obiektu wykorzystane zostaną: powierzchnie, walce, stożki, płaszczyzny.

Pracę z geometrią zaczynamy od przedłużenia wyeksportowanych stożków i walców.

W kolejnym kroku odejmujemy walec od stożka:

Tniemy obiekt płaszczyznami i zostawiamy interesującą nas część obiektu:

Przycinamy obiekt dolną płaszczyzną:

A następnie powierzchnią górną:

Ostatnim krokiem jest konwersja bocznej ściany zewnętrznego walca na płaszczyznę, a następnie wykonanie operacji cięcia płaszczyzną:

Efekt końcowy:

Mateusz Ligocki Inżynier i pasjonat technologii 3D, na co dzień specjalizujący się w skanowaniu 3D i inżynierii odwrotnej. W swojej pracy łączy precyzyjną wiedzę techniczną z doświadczeniem w zakresie wzornictwa przemysłowego, aby dostarczać klientom kompleksowe i zoptymalizowane rozwiązania. Mateusz Ligocki | LinkedIn