مهندسی معکوس در پرینتر سه بعدی
در این مقاله از سایت فروشگاه تجهیزات پرینتر سه بعدی سارای3D، قصد داریم به طور کامل فرایند مهندسی معکوس در پرینتر سه بعدی را معرفی کنیم تا بتوانیم نحوه ارتباط آن با پرینت سه بعدی را درک کنیم. در صنایع مختلف، اغلب نیاز است که از یک قطعه فیزیکی موجود به مستندات و فایل های لازم برای تولید دسترسی پیدا شود. اغلب این نیاز وجود دارد که از یک اثر هنری قدیمی نمونه برداری شود، یا هندسه ای در یک فایل کامپیوتری ذخیره شود. گاهی نیاز است که برای تعمیر و نگهداری از آثار تاریخی ملی مربوط به دوران باستان، تصویر برداری شود و قطعاتی از آن ها تولید شوند. تمامی این مثال ها از کاربرد های مهندسی معکوس هستند که امروزه با استفاده از پرینت سه بعدی و اسکن سه بعدی، بسیار آسان تر شده اند.
انواع مهندسی ها!!
مهندسی یک حرفه حرفه ای است که به طراحی، ساخت، تولید، تعمیر و نگهداری محصولات، سامانه ها و سازه ها می پردازد. به طور کلی، دو نوع مهندسی وجود دارد: مهندسی مستقیم (رو به جلو) و مهندسی معکوس.
مهندسی مستقیم
مهندسی مستقیم، فرآیندی است که از مفاهیم انتزاعی سطح بالا و طراحی‌های منطقی، به اجرای فیزیکی یک سامانه می‌پردازد.
مهندسی معکوس
اما در بعضی موارد، ممکن است یک قطعه فیزیکی موجود باشد، اما هیچ جزئیات فنی مانند مستندات فنی، نقشه ها، صورت های لیست مواد و اقلام (BOM) یا داده های مهندسی مثل خواص حرارتی و الکتریکی آن در دسترس نباشد. فرایند تکثیر یک قطعه، زیرمجموعه یا محصول موجود، بدون استفاده از نقشه ها، مستندات یا مدل های کامپیوتری به عنوان مهندسی معکوس شناخته می شود.
مهندسی معکوس می تواند به عنوان فرآیند تجزیه و تحلیل سامانه مهندسی به موارد زیر به در نظر گرفته شود:
- شناسایی اجزای سامانه و ارتباط آن ها
- ایجاد نمایه هایی از سامانه به صورت سطح بالا
- ایجاد نمایه ای فیزیکی از آن سامانه
مهندسی معکوس در صنایع مختلف
مهندسی معکوس در پرینتر سه بعدی در زمینه های مختلفی مانند مهندسی نرم افزار، صنعت سرگرمی، خودرو سازی، محصولات مصرفی، میکروچیپ ها، مواد شیمیایی، الکترونیک و طراحی مکانیکی به طور گسترده استفاده می شود. به عنوان مثال، هنگامی که یک دستگاه جدید وارد بازار می شود، تولید کنندگان رقیب ممکن است یکی از این دستگاه ها را خریداری کرده و برای درک روش ساخت آن و نحوه عملکرد آن، اجزای آن را باز کنند. یک شرکت شیمیایی هم ممکن است از مهندسی معکوس برای حفظ و حمایت از حقوق ثبت اختراع خود در مورد محصولی که رقیب تولید کرده، استفاده کند. در زمینه مهندسی عمران، طراحی پل ها و ساختمان ها به‌طور معمول از الگو ها و نمونه های موفق گذشته الهام می گیرند. تا خطر خرابی و وقوع حوادث را به حداقل برسانند. همچنین، در مهندسی نرم افزار، کد های جدید خوب بسیاری از موارد، اصلاح یا تغییر یافته ای از کد های خوب قبلی هستند.
در برخی موارد، طراحان از موادی مانند گِل رُس، گچ، چوب یا فوم برای ایجاد شکل به ایده های خود روی می آورند و استفاده از نرم افزارهای طراحی سه بعدی مدرن برایشان آسان نیست. اما برای تولید قطعه مورد نظر نیاز به فایل CAD دارند. همچنین، معمولاً محصولات وقتی به شکل نهایی خود می رسند، بیشتر شکل و جزئیات خود را نشان می دهند، طراحی در محیط CAD ممکن است چالش برانگیز یا حتی غیرممکن باشد. هیچ گونه ضمانتی وجود ندارد که مدل CAD به شکل قابل قبولی نزدیک باشد. به همین دلیل، مهندسی معکوس به عنوان یک راه حل برای این مشکل به کار می رود. زیرا مدل فیزیکی مرجع، منبع اطلاعاتی است که برای به دست آوردن مدل CAD استفاده می شود. این فرآیند به عنوان قطعه تا فایل CAD شناخته می شود.
سرعت با مهندسی معکوس
مهندسی معکوس و دلایل استفاده از آن
- توقف تولید یک محصول از سوی تولیدکننده اصلی آن
- وجود اسناد ناکافی از طراحی اصلی محصول
- عدم وجود سازنده اصلی محصول زمان حاضر (در حالی که یک مشتری به محصول نیاز دارد)
- مستندات اصلی طراحی گم شده یا در هنگام توسعه محصول تدوین نشده بودند.
- برخی از ویژگی های بد محصول باید دوباره طراحی شوند. مثلا، لازم است تا نشان داده شود سایش بیش از حد مربوط به کدام قسمت از محصول بوده که باید بهبود یابد.
- برای تقویت ویژگی های خوب یک محصول جهت استفاده بلندمدت از محصول
- برای تجزیه و تحلیل ویژگی های خوب و بد محصولات رقبا
- برای کشف راه های جدید برای بهبود عملکرد و ویژگی های محصول
- برای به دست آوردن روش های رقابت پذیری از طریق درک و مقایسه محصولات رقیب و توسعه محصولات بهتر
- مدل اصلی CAD در روش های جدید و امروزی تولید قابل پشتیبانی نیست.
- تامین کننده اصلی نمی تواند یا مایل به ارائه قطعات اضافی نمی باشد.
- تولید کنندگان تجهیزات اصلی یا مایل نیستند یا قادر به ارائه قطعات جایگزین نیستند و یا خواستار هزینه های بالایی برای قطعات تک-منبع هستند.
- برای به روز رسانی مواد منسوخ یا فرآیندهای تولید قدیمی با تکنولوژی های فعلی و ارزان تر
مزیت های مهندسی معکوس
امکان تکثیر یک قطعه موجود از طریق مهندسی معکوس به وسیله ی اندازه‌گیری ابعاد، ویژگی ها و خواص اجزای فیزیکی آن فراهم می شود. قبل از شروع به فرآیند مهندسی معکوس، بررسی دقیقی از چرخه عمر و تحلیل هزینه – فایده باید انجام شود تا مزیت پروژه های مهندسی معکوس مشخص شود. اگر قطعات مورد نظر برای مهندسی معکوس نیاز به سرمایه گذاری بالا داشته باشند یا نیاز باشد به صورت انبوه تولید شوند، فرآیند مهندسی معکوس می تواند به طور قابل ملاحظه ای هزینه ها را کاهش دهد و مقرون به صرفه باشد. حتی اگر مهندسی معکوس به لحاظ اقتصادی مزیتی نداشته باشد، ممکن است به دلیل نیاز ضروری به آن قطعه در یک سامانه، به مهندسی معکوس آن پرداخته شود.
مهندسی معکوس در خودرو سازی
فرآیند مهندسی معکوس
برای مــهندسی معکوس قطعات مکانیکی، لازم است به داده های سه بعدی هندسی قطعه دسترسی پیدا کنیم. این داده ها به صورت یک مجموعه ابر نقاط با استفاده از اسکنر سه بعدی لیزری یا توموگرافی کامپیوتری (CT Scan) به دست می آیند. اولین قدم در تبدیل هندسه قطعه به صورت مجموعه ای از نقاط در سطح آن است. در مرحله بعد، با استفاده از نرم افزار های مهندسی معکوس مانند GeoMagic یا Catia، یک مش سطحی خوب برای قطعه ایجاد می شود. سپس، مش سطحی قطعه باید تمیز شده و سطوح آن صاف شده و خرابی های موجود در فایل تعمیر شوند. این مش سطحی شامل سطوح NURBS است که در مرحله بعد به یک فایل CAD قابل تبدیل می شود. فایل CAD همان فایلی است که برای فرآیند های تولید، مانند ماشین‌کاری CNC یا پرینت سه بعدی، قابل استفاده است.