•    發佈時間：2023/08/15
• 分享
• 訪問量：

【概要描述】 Guy Buttle, Geomagic產品市場經理

無論是藝術、工程還是科學，我們傾向於認為原創性是最重要和創新工作的基礎。仔細觀察，我們會發現每一個偉大的設計都受到另一個設計的啟發。逆向工程是這種做法的一個典型例子。

該過程涉及使用現有產品開發和製造新產品。每次你拿一個物理零件並用它來通知新產品的數字設計過程時，你就是在進行逆向工程。在製造業中，這種情況在每個產品生命週期中都會多次發生。

逆向工程與工程本身一樣古老，但所涉及的一些工具比其他工具更現代，而且事實證明它們對產品開發具有巨大的價值。

使用傳統工具和 CAD 軟體進行逆向工程所涉及的困難讓許多製造商望而卻步。然而，今天用於逆向工程的專用軟體使該過程比以前更加簡化和易於訪問。

這些軟體開發與三維掃描技術的進步相結合，將逆向工程提升到了一個新的水準，它是如此快速、準確和有效，以至於它現在已成為產品設計不可或缺的一部分。

在本文中，我們深入探討了在產品開發中使用逆向工程的最常見挑戰，以及正確的軟體如何消除這些挑戰。讓我們首先檢查製造的哪些階段受益於逆向工程。

 

逆向工程如何幫助產品開發？

 

逆向工程可以成為產品生命週期各個階段的寶貴工具。

在開發新產品的概念時，製造商可以對現有產品進行逆向工程以獲得作為起點的設計。在設計階段，逆向工程可以幫助製造商確保新設計能夠與現有產品正確連接。

在製造業中，逆向工程被用於加速工具開發，並為現有機制和工具數字檔案創建替換零件。

這種做法甚至允許製造商通過在 CAD 檔中記錄現有的製造零件來利用鎖定在物理零件中的知識產權。


 

三維掃描器與正確的逆向工程軟體相結合可以幫助我們複製磨損的零件

 

使用逆向工程進行產品開發的常見挑戰

 

採用逆向工程的理由很明確，但實施它可能會很痛苦。設計師和工程師因一系列使過程過於複雜的挑戰而不敢使用它。

以下是在沒有正確軟體的情況下嘗試對產品進行逆向工程時可能遇到的一些常見問題。

缺少 CAD 檔

逆向工程過程從調查現有零件開始。但是，其中絕大多數沒有現有的 CAD 檔可用作逆向工程的基礎。

如果確實存在幾何數據，它通常只是 2D 圖紙或過時的 3D 檔，不能反映製造時的產品。

因此，設計人員必須投入大量時間和精力從頭開始重新創建設計。

現代逆向工程方法使他們能夠為現有產品重新創建 CAD 檔，所用時間僅為從頭開始設計所需時間的一小部分。

最常見的方法是使用 三維掃描器生成現有零件的點雲數據。獲取點雲或網格數據後，設計師或工程師將使用定制工程軟體根據掃描數據創建最終確定的網格、曲面或參數化 CAD 模型。

該模型已準備好進行編輯以滿足新的生產需求或直接發送至 3D 列印。

過時的、特別的逆向工程技術

也許您還沒有這樣想過，但即使使用基本的手動工具（千分尺、卡尺和直尺）測量現有產品來為您的新產品設計提供資訊也是一種逆向工程。然而，使用這些工具的過程將是緩慢、乏味、容易出錯的，並且難以驗證準確性。

或者，您可以使用座標測量機 (CMM) 或可攜式測量臂進行更精確的測量。然而，使用它們往往很耗時，因為它們只提供幾個維度，不能捕獲完整的形狀以供無限存儲和參考，並且可能會遺漏重要的細節。

使用 三維掃描器，您可以快速獲取完整的數據——其速度和解析度是更簡單的測量工具所無法企及的。例如，三維掃描至少比探測快 2,500 倍。

無法提取設計意圖

製造一個零件和製造一個好的、可用的零件可能是截然不同的事情。


重新設計現有零件時，您需要一些工具，使您能夠在重新設計過程中做出與原始設計者相同或相似的設計意圖決策。僅僅捕捉它的形狀或組件並沒有真正的幫助。


每個機械零件都包含設計意圖，例如輪子或齒輪的旋轉軸、特徵的特定尺寸，或者一系列孔應具有相同半徑和深度的約束條件。


在 三維掃描到 CAD 的轉換過程中提取設計意圖使您能夠編輯該數據，並將其直接用於新的設計和製造。


準確、可用的部件可以為下游帶來更多價值。出於這個原因，大多數基於掃描的逆向工程都側重於創建具有基於歷史的特徵樹和可編輯尺寸和約束的 CAD 模型，您可以將其傳輸到主流 CAD 應用程式。

軟體不足

即使您擁有高質量的 三維掃描器，並且已經使用可導入網格檔的 CAD 軟體進行設計，您可能會發現創建 3D 模型太費時了。


有幾個原因。大多數 CAD 軟體甚至無法處理中等大小的測量數據集的 三維掃描，因此速度慢且麻煩。即使使用可選的逆向工程模組，CAD 程式也可能無法有效地用於現實世界的逆向工程任務。


對於品質和準確性至關重要的真正工程挑戰，您需要專用的、基於掃描的軟體。


現代逆向工程方法如何消除產品開發的障礙

 

幸運的是，有更好的方法。用於基於 三維掃描的設計的專用逆向工程軟體正在消除其中的許多問題，並使在產品開發中採用逆向工程變得容易。

現代逆向工程方法結合了 三維掃描器和專業軟體，可以準確捕獲幾乎任何您可以掃描的物體的完整幾何形狀，並生成滿足特定工程和可製造性要求的可編輯 3D CAD 模型。

此外，這個過程比以往任何時候都更快、更便宜、更容易。

以下是專用逆向工程軟體提供的一些優勢。

自動化草圖繪製精度更高

對於許多 CAD 程式，您通常必須手動選擇點來形成草圖，或者依靠視覺近似來猜測草圖應該去哪里。專用的逆向工程軟體允許您自動將草圖線、圓弧和曲線更準確地擬合到掃描的零件上。
履帶式系統最常用於較大的工作體積，高達幾立方米，而基於臂的系統用於測量小於一立方米的較小體積。

通過自動特徵創建加快建模

CAD 模型具有成百上千個描述零件各個方面的特徵。在為每個特徵建模時僅節省一分鐘，加起來就可能節省數百或數千分鐘。
基於掃描的逆向工程軟體附帶可自動執行常見特徵建模操作的工具，例如 2D 和 3D 草圖、旋轉、拉伸、圓角、抽殼/加厚和管道。

更輕鬆地捕捉複雜、自由形式的幾何圖形

某些零件區域（例如粗糙的、未加工的鑄件部分）不需要提取設計意圖。在這種情況下，您應該能夠自動捕獲竣工的 NURBS 幾何體，以將自動曲面與實體建模特征無縫融合。


原生可編輯 CAD 檔的無縫數據交換

在獨立軟體中創建的 CAD 模型有時與其他 CAD 程式存在相容性問題。在理想情況下，我們會直接連接到其他 CAD 軟體，自動傳輸每個特徵，並獲得具有完整建模歷史的參數化模型。您可以——使用正確的軟體。

通過即時分析簡化準確性檢查

對於主流的 CAD 程式，您通常必須停止建模並將 CAD 檔導出到另一個應用程式以檢查偏差。即時回饋是在逆向工程過程的每個步驟中動態分析 CAD 模型準確性的唯一方法。

 

在產品開發中採用逆向工程的後續步驟

 

大多數製造商每天都在進行逆向工程，他們測量物理零件並使用這些尺寸來告知產品設計的多個方面。但是專用的逆向工程軟體可以減少傳統方法中不可或缺的低效率。

源文摘自：Oqton