リバースエンジニアリングによる積層造形の強化

リバースエンジニアリングは積層造形のための強力なツールであり、両方を組み合わせることで、製品設計を大幅に強化し、製品開発サイクルを短縮することができます。デジタルモデルのないレガシーパーツを製造する必要がある場合でも、交換用のスペアパーツを製造する必要がある場合でも、リバースエンジニアリングには多くのメリットがあります。航空宇宙、自動車、医療などのさまざまな業界では、AMとともにリバースエンジニアリングのメリットをすでに活用しており、時間とコストを大幅に節約できます。

リバースエンジニアリングとは何ですか？

通常、オブジェクトを最初から設計する場合、設計エンジニアはオブジェクトの作成方法を詳細に示す図面を作成します。対照的に、リバースエンジニアリングには、逆のアプローチが含まれます。設計エンジニアは、最終製品から開始し、設計プロセスを逆方向に進めて、元の設計情報に到達します。理論的には、機械部品、消費財、さらには古代の遺物など、あらゆるオブジェクトをリバースエンジニアリングできます。

リバースエンジニアリングはどのように機能しますか？

リバースエンジニアリングプロセスを開始するには、通常、オブジェクトのサイズと形状を測定することから始めます。これは手動で行うことができますが、特に産業用アプリケーションでは、3Dスキャンの使用がますます一般的になっています。次に、オブジェクトの設計仕様に関連するデータがデジタルCADファイルに変換されます。この時点で、デジタルモデルをSTLに変換して、3D印刷用に最適化できます。

リバースエンジニアリングを使用する理由

リバースエンジニアリングが有用な製造技術である理由はいくつかあります。たとえば、スペアパーツを製造する必要があるが、CADデータが不足している自動車サプライヤーですか？リバースエンジニアリングを使用して必要な仕様を取得できるため、3D印刷を使用してまれなスペアパーツを再現できます。

さらに、リバースエンジニアリングは、既存のオブジェクトを改善する必要があるが、そのデジタルモデルがない場合に役立ちます。この場合、リバースエンジニアリングを使用すると、オブジェクトをスキャンして処理中の設計を変更できるため、時間を大幅に節約できます。

3Dスキャン：3D印刷の自然なコンパニオン

オブジェクトを手動で測定してリバースエンジニアリングする従来のプロセスでは、コンポーネントをCADプログラムに複製する前に、コンポーネントの形状とサイズを測定および描画するために、キャリパーやスリップゲージなどのさまざまなデバイスが必要になるため、非常に時間がかかる可能性があります。 。幸い、リバースエンジニアリングテクノロジーは目覚ましい進歩を遂げており、より高速で正確なソリューションである 3Dスキャンが可能になっています。

オブジェクトのデジタル表現は3D印刷のバックボーンであるため、3Dスキャンは、交換のために古い部品や既存のCADモデルのない部品をリバースエンジニアリングする必要がある場合に、効率的なデジタルソリューションを提供します。 3D印刷と3Dスキャンの方法を組み合わせると、高精度と製品開発時間の短縮を必要とするエンジニアリングアプリケーションに大きな利点がもたらされます。

3Dスキャナーは、3次元測定に使用されるデバイスであり、物理オブジェクトのデータをすばやく正確にキャプチャして「点群」を作成し、それをデジタル3D表現にレンダリングすることができます。

3つの3Dスキャン技術

3Dスキャンを成功させる秘訣は、適切な複製に必要な詳細をキャプチャするために、十分な精度でオブジェクトを測定することです。これを実現するために、3D印刷の準備がほぼ整った3Dモデルを作成するのに役立つ3Dスキャンオプションがいくつかあります。

1。写真測量

写真測量の方法は、写真に基づいており、オブジェクトの周囲のさまざまな角度から撮影され、特別なソフトウェアを使用して「ステッチ」され、物理的なオブジェクトをデジタルで複製します。ただし、写真測量にはスタジオ設定が必要です。これは、この手法には複雑なカメラシステムが含まれるため、セットアップが難しく、持ち運びが簡単ではないためです。さらに、写真測量で作成されたデジタル3Dモデルは、通常、精度と詳細レベルの点で光ベースの3Dスキャンと競合することはできません。

2。光ベースの3Dスキャン

3Dスキャナーには2つの一般的なタイプがあり、光ベースの3Dスキャンのカテゴリに分類されます。構造化光 およびレーザースキャン 。これらのスキャナーにはさまざまなサイズがあり、ハンドヘルドと固定の両方のオプションを利用できます。

• 構造化光3Dスキャナーは、平行なストライプの光のパターンをオブジェクトの表面に投影します。次に、スキャナーのカメラがこの投影をキャプチャし、その後、デジタルレプリカに変換されます。構造化光3Dスキャナーは、通常、小さなオブジェクトに使用されますが、高レベルの詳細が可能です。

• 対照的に、レーザースキャンは、表面から反射された物体の表面にレーザービームを投射することによって機能します。次に、スキャナーのカメラが反射角度をキャプチャし、それをオブジェクトの座標に変換します。これは、3Dモデルの生成に使用されます。この方法では、自由形式のオブジェクトと複雑な詳細をスキャンできるため、レーザースキャンは3Dスキャンの最も正確な形式の1つになります。

BMW Groupは、現在、青色光3Dスキャナーと写真測量を使用してリバースエンジニアリングを行い、顧客向けのスペアパーツを追加製造しているメーカーの1つです。

3。 CTスキャン

コンピュータ断層撮影（CT）スキャンは、リバースエンジニアリングの積層造形に適用できるもう1つのスキャン方法です。 CTスキャンでは、オブジェクトを介した複数のX線投影が行われ、画像が作成され、それらが組み合わされてデジタル3Dモデルが形成されます。 CTスキャンは、外部構造だけでなく内部構造に関するデータも提供するという点で特にユニークです。性能を維持するために、3D印刷されたコンポーネントで構造の完全性、残留応力、およびその他のパラメータを予測および確立できることがますます重要になっているため、この機能は部品の構造仕様を確立するために重要です。 CTスキャンは、特に医療アプリケーションでそのニッチを見出しています。たとえば、CTスキャンを使用して、人間の臓器の3D印刷モデルを作成し、外科医が複雑な手術の準備をするのに役立てることができます。

リバースエンジニアリングと積層造形：ユースケース

3Dスキャンなどのテクノロジーは、リバースエンジニアリングを積層造形ワークフローに統合するのに役立ち、業界全体のメーカーに特定のエンジニアリングの課題に対するバイアルソリューションを提供します。

この一例は、航空宇宙の廃止された部品の3Dプリントされたプロトタイプの作成です。航空宇宙部品の契約メーカーであるRoc-Aireは、従来の航空機部品を3D印刷する前にスキャンして、設計と機能の適合性チェックと評価を行っています。このようなソリューションは、プロジェクトの開発をスピードアップするだけでなく、より効果的な最終結果につながります。

医療部門では、複雑な医療ケースを解決するために、リバースエンジニアリングと積層造形の統合が不可欠です。たとえば、2016年に、Royal Hospital for Sick Childrenは、耳の再建手術に3Dスキャンと3D印刷を使用していました。構造化光3Dスキャナーの助けを借りて、医師は影響を受けていない耳をスキャンし、再構築のテンプレートとして使用されるポリマープロトタイプを3Dプリントしました。

もう1つの例は自動車業界で見られます。ここでは、リバースエンジニアリングとSLSテクノロジーを使用して、レーシングバイク用のスペースが最適化された吸気口を作成しています。この場合、リバースエンジニアリングとSLSを使用することで、プロジェクトの実現に必要な時間を短縮することに大きな違いが生まれました。