逆向工程和3D打?。悍?wù)創(chuàng)新的二重奏

魔猴君  知識(shí)堂   22天前

逆向工程，也稱為逆向建模，是一種分析成品以了解其設(shè)計(jì)和制造的方法。通過破譯物體的結(jié)構(gòu)和組成，這項(xiàng)技術(shù)提供了復(fù)制、改進(jìn)它或從中汲取靈感進(jìn)行新創(chuàng)作的可能性。如果它也適用于軟件和其他技術(shù)領(lǐng)域，我們這里將重點(diǎn)關(guān)注它在機(jī)械工程中的應(yīng)用。

與3D打印相結(jié)合，逆向工程正在成為一種強(qiáng)大的工具，正在改變許多行業(yè)。這種組合使得能夠以前所未有的輕松和精確度圍繞組件進(jìn)行重新創(chuàng)建、優(yōu)化和創(chuàng)新。隨著3D掃描和增材制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，這一結(jié)合為更高效、更實(shí)用和可持續(xù)的解決方案鋪平了道路。讓我們一起來了解一下這種技術(shù)協(xié)同是如何運(yùn)作、應(yīng)用和優(yōu)勢的。

逆向工程過程（照片來源：3dcapura.cz）

逆向工程：多步驟方法

逆向工程從物理對(duì)象的數(shù)字化開始。激光掃描、計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT掃描）或攝影測量等技術(shù)以點(diǎn)云的形式捕獲物體的細(xì)節(jié)。然后，該數(shù)據(jù)用于3D建模軟件來生成CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）模型。

然后可以在用于生產(chǎn)新零件之前對(duì)該數(shù)字模型進(jìn)行分析、修改和優(yōu)化。在3D打印中，CAD文件被發(fā)送到3D打印機(jī)，以令人印象深刻的精度實(shí)現(xiàn)物體。

3D掃描簡化了逆向工程（照片來源：Artec3D）

專用于逆向工程的軟件

軟件熟練程度在此過程中起著關(guān)鍵作用。特定的工具不僅可以重建損壞零件的缺失部分，還可以自動(dòng)對(duì)復(fù)雜的設(shè)計(jì)進(jìn)行建模并分析物體的尺寸和表面。最常用的軟件包括：Geomagic Design X、Catia、Creo、Mesh2Surface、Artec Studio Fusion 360。

為什么選擇逆向工程？

逆向工程的好處很多，特別是對(duì)于制造商而言：

1、產(chǎn)品開發(fā)：它允許您定制或改進(jìn)現(xiàn)有零件以創(chuàng)造更高效的產(chǎn)品。

2、優(yōu)化：零件可以變得更輕、更強(qiáng)或更耐用，這有助于降低生產(chǎn)成本。

3、無法獲得的零件的復(fù)制：在市場上缺乏技術(shù)計(jì)劃或備件的情況下，逆向工程通常是唯一的解決方案。

4、創(chuàng)新：分析現(xiàn)有產(chǎn)品通常會(huì)激發(fā)新解決方案的創(chuàng)建。

5、數(shù)字孿生：用于預(yù)測性維護(hù)或模擬的準(zhǔn)確數(shù)字模型依賴于逆向工程。

CAD軟件用于設(shè)計(jì)通過逆向工程復(fù)制的零件（照片來源：Autodesk）

3D打印在逆向工程中的作用

通過將3D打印添加到逆向工程中，可能性將顯著擴(kuò)大。增材制造提供的設(shè)計(jì)自由度使得重新創(chuàng)建復(fù)雜的形狀或不尋常的幾何形狀成為可能，而這些形狀或不尋常的幾何形狀是不可能或以其他方式生產(chǎn)的成本太高。

3D打印的優(yōu)點(diǎn)

1、精確再現(xiàn)：非常適合具有精細(xì)細(xì)節(jié)的小零件。

2、修復(fù)損壞部件：一種經(jīng)濟(jì)且快速的傳統(tǒng)方法替代方案。

3、適應(yīng)性：無論是聚合物還是金屬，立體光刻(SLA)或激光粉末床熔融(L-PBF)等技術(shù)都特別適合需求。

3D打印與逆向工程相結(jié)合通常用于復(fù)制不再在商業(yè)上可用的損壞部件（照片來源：Formlabs）

具體應(yīng)用：當(dāng)理論成為實(shí)踐

1、汽車：經(jīng)典車輛的修復(fù)從這種技術(shù)組合中受益匪淺。它允許您在尊重原始模型完整性的同時(shí)重新創(chuàng)建稀有作品。

2、航空航天：部件的減輕重量和優(yōu)化性能提高了飛機(jī)的安全性和效率。

3、建筑和藝術(shù)：重建歷史古跡的受損部分或復(fù)制藝術(shù)品以使其易于訪問，這些都是這些技術(shù)在文化領(lǐng)域產(chǎn)生影響的突出例子。

汽車零部件逆向工程有助于舊車的維護(hù)和優(yōu)化。（照片來源：米哈伊洛·馬里西奇）

邁向制造和設(shè)計(jì)的新時(shí)代

通過3D打印增強(qiáng)的逆向工程重新定義了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造方法。這種技術(shù)結(jié)合不僅帶來了創(chuàng)新的解決方案，而且在個(gè)性化和效率成為優(yōu)先考慮的世界中帶來了至關(guān)重要的靈活性和速度。

編譯整理：3dnatives