Вам вероятно приходилось часто слышать термин реверс инжиниринг. Но знаете ли вы что это такое? В этой статье мы детально, с примерами, разберем все возможные варианты применения этого понятия.


Грубо говоря, реверс инжиниринг - это обратный процесс проектирования и изучения готового объекта, с целью его воссоздания. Реверс инжиниринг может применяется в следующих случаях: 

  1.  Для базового изучения способа производства определенного объекта; 
  2. Для изучения возможности взаимодействия объекта, с уже существующими продуктами;
  3. Для определения повреждения или износа объекта и его дальнейшего восстановления.

С появлением 3D печати, реверс инжиниринг обрел совершенно новый смысл. Теперь каждый производитель может детально изучить свои продукты и перепроектировать их, увеличив длительность срока службы их эксплуатации. В этой статье мы рассмотрим основные сферы для применения реверс инжиниринга, особенно с точки зрения производителя, а так же изучим основы этого понятия. 

Рассмотрим причины возникновения необходимости использования реверс инжиниринга, на примере отдельного производителя.

  • Восстановление неисправного оборудования / программного обеспечения. Запатентованное оборудование или ПО с закрытым исходным кодом, может быть изучено, переработано и возобновлено в доступной форме. Такая концепция лежит в основе некоторых программ с открытым исходным кодом и проектов с открытым доступом.
  • Перепроектировка существующих разработок для их улучшения. В мире 3D печати это довольно распространено, особенно на сайтах-хранилищах 3D моделей. Многие популярные модели имеют множество версий и переделок. Например у этой простой 3D модели держателя катушки для филамента, есть множество различных версий, и даже улучшенные версии с доработанной, автоматической системой перемотки.  
  • Взаимодействие или объединение с существующим продуктом. Довольно часто 3D печать и автоматизация, применяется для восстановления актуальности устаревшего продукта, соединяя старую и новую технологии. Например в программном обеспечении, которое использует устаревший программный язык или на оборудовании, которое выводится из эксплуатации.

Измерение и 3D сканирование


Общая цель 3D сканирования в реверс инжиниринге - это воссоздание физических размеров объекта. 

Измерение объекта и моделирование

Для простых объектов с несложной геометрией, или же наоборот, требующие жесткие допуски - распространенным методом является физическое измерение с использованием простых инструментов, таких как штангенциркуль или линейка. Полученные размеры и данные загружаются в специальное программное обеспечение - CAD для последующего моделирования объекта в 3D модель.Например необходимо заменить сломанную ножку дивана. Снимаем размеры с неповрежденной, аналогичной детали и создаем ее трехмерную модель в ПО. Простые CAD инструменты, такие как Tinkercad, позволяют создавать несложные модели даже человеку, не имеющему опыта в этом. 

Само собой чем сложнее модель, тем больше опыта нужно для работы в CAD.

3D сканирование

Лучшим вариантом для воссоздания объекта, является - 3D сканирование. 3D сканер представляет собой устройство, которое использует камеру или лазерный луч, для захвата поверхности объекта под разными углами, в результате чего создается 3D модель сканируемого объекта. Есть несколько важных факторов, на которые стоит обратить внимание перед выбором этого способа:

  • Объем сканирования. Желательно чтобы минимальная зона сканирования 3D-сканера, бы не больше максимальной области печати 3D-принтера, на котором будет выращиваться объект. В этом случае можно выручить максимальную пользу из этих устройств. В среднем, потребительские 3D принтеры имеют объем камеры построения - 200х200х200 мм, что соответствует размеру объектов, которые могут обрабатывать 3D сканеры.
  • Разрешение. Этот параметр будет зависеть от того, что вы собираетесь отсканировать и восстановить. Для более крупных объектов, например шкатулка для драгоценностей, подойдет невысокое разрешение (0,5 - 1 мм). Если вы будете пытаться воссоздать мелкие детали, например кубики лего или еще меньше, то потребуется более высокое разрешение. Обратите внимание, что для FDM 3D принтера наилучшее разрешение в плоскости XY, примерно равно диаметру сопла экструдера (на большинстве 3D принтеров, диаметр равен 0,4 мм). Поэтому для качественной печати, необходимо чтобы разрешение 3D сканирования было меньше разрешения печати 3D принтера. Если оно будет меньше, вы не заметите отличий на напечатанной модели, если оно только не напечатано по оси Z (разрешение печати там 0,1 мм или меньше). 
  • Технология 3D сканирования. На сегодняшний день существует большое количество технологий, но наиболее популярными считается - лазерная триангуляция и структурированная подсветка объекта. Как правило лазерная триангуляция более точный метод, однако его нельзя использовать на отражающих поверхностях и тех, что поглощают лазерное излучение. 
  • Стоимость. Цены на 3D сканеры сильно варьируются. Профессиональные устройства могут достигать стоимости в несколько тысяч долларов, а цены на потребительские сканеры начинаются от 20 000р. с разрешением 0,5 мм. 

Расширенное сканирвание

Однако стоит отметить, что 3D сканеры могут захватить только поверхность объекта, и следовательно пропускают внутреннюю геометрию и особенности которые невозможно увидеть снаружи. Часто, для коммерческого реверс инжиниринга, внутренняя часть объекта очень важна, поэтому для сканирования используют другой тип трехмерного изображения - компьютерную томографию. При этом, обычно используется рентгеновское излучения, чтобы увидеть объект изнутри, регистрируя не только внутреннюю геометрию, но и внешнюю поверхность. Этот тип сканирования не заменим, когда разборка объекта может уничтожить его.

G-code в .stl

Часто, чтобы предотвратить реверс инжиниринг цифрового объекта, выпускают формат файла, который сложно преобразовать. Например, 3D принтер может распечатать модель только из g-code, который не загружается и не редактируется в программном обеспечении для 3D моделирования. Тем не менее, существует пара методов обратного инжиниринга G-кода обратно в разрешение .stl.

16.11.2019

Комментарии 0