23 października 2021


Inżynierię odwrotną stosuje się wszędzie tam, gdzie istnieje potrzeba przekształcenia fizycznego modelu na model 3D, który może być obrabiany w programach typu CAD. Cały proces składa się z kilku etapów, które różnią się w zależności od wykorzystanego sprzętu pomiarowego i oprogramowania.

Adrianna Kania

Dla zobrazowania poszczególnych etapów procesu wykorzystamy przypadek odtworzenia elementu mechanizmu z tworzywa sztucznego. Elementy tego typu nie są dostępne na rynku, a ich brak powoduje konieczność zakupu nowego urządzenia. W takich przypadkach ekonomicznym rozwiązaniem jest zastosowanie inżynierii odwrotnej z wykorzystaniem technologii druku 3D.

inzynieria odwrotna
Rys. 1    Model poddany procesowi inżynierii odwrotnej

Podstawę działania stanowią dane w postaci siatki poligonowej lub chmury punktów. W tym celu wykonuje się skanowanie 3D (np. za pomocą lasera lub światła strukturalnego) oraz analizy z różnego rodzaju maszyn pomiarowych. Proces ten sprawdza się również w przypadkach, kiedy istnieje potrzeba wykorzystania dostępnych, wyeksportowanych do tych formatów projektów oraz przeprowadzenia ich modyfikacji. Od jakości otrzymanych danych w dużej mierze zależy ilość pracy włożonej w późniejszą ich obróbkę oraz przekształcanie w model CAD.
Pomiary modelu o gabarytach 39x39x11 mm (Rys. 1) wykonano w oparciu o narzędzia pomiarowe oraz skaner Shining 3D EinScan-s. Otrzymana siatka trójkątów musiała zostać poddana w pewnym stopniu obróbce, aby umożliwić poprawne odwzorowanie geometrii w oprogramowaniu do inżynierii odwrotnej (w tym przypadku wykorzystano program Geomagic Design X). Błędami jakie można spotkać w otrzymanych danych ze skanowania są m.in. szumy, brak szczelności modelu, nakładające się ścianki. Jeżeli siatka trójkątów będzie już pozbawiona błędów, program z łatwością wykryje podstawowe cechy geometrii i krzywizny.
Po usunięciu błędów model jest gotowy do kolejnego procesu – podziału na regiony, wykrywania krzywizn i geometrii (Rys. 2). Taka segmentacja pozwala na wykrycie płaszczyzn, cylindrów, stożków i innych tzw. prymitywów, pozwalających na odtworzenie geometrii. Modelowanie na podstawie danych ze skanowania przypomina projektowanie CAD – inżynierię odwrotną można przeprowadzić w oparciu o bryły lub powierzchnie. Trzecim sposobem odwzorowania geometrii jest tworzenie sieci krzywych i powierzchni NURBS.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 9 (108) wrzesień 2016