역공학을 통한 적층 제조 향상

리버스 엔지니어링은 적층 제조를 위한 강력한 도구이며 이 두 가지를 결합하면 제품 설계를 크게 향상시키고 제품 개발 주기를 단축할 수 있습니다. 디지털 모델이 없는 레거시 부품을 제조해야 하거나 교체를 위한 예비 부품을 제조해야 하는 경우 리버스 엔지니어링은 많은 이점을 제공합니다. 항공우주, 자동차 및 의료와 같은 다양한 산업은 이미 AM과 함께 리버스 엔지니어링의 이점을 활용하여 상당한 시간과 비용을 절감하고 있습니다.

리버스 엔지니어링이란 무엇입니까?

일반적으로 처음부터 객체를 설계할 때 설계 엔지니어는 객체를 구성하는 방법을 자세히 설명하는 도면을 생성합니다. 반대로 리버스 엔지니어링에는 반대 접근 방식이 포함됩니다. 디자이너 엔지니어는 최종 제품에서 시작하여 원래 디자인 정보에 도달하기 위해 디자인 프로세스를 거꾸로 작업합니다. 이론상으로는 기계 부품, 소비재, 고대 인공물 등 모든 물체를 역설계할 수 있습니다.

리버스 엔지니어링은 어떻게 작동합니까?

리버스 엔지니어링 프로세스를 시작하려면 일반적으로 물체의 크기와 모양을 측정하는 것으로 시작합니다. 이것은 수동으로 수행할 수 있지만 특히 산업용 애플리케이션의 경우 3D 스캐닝 사용이 점점 더 일반화되고 있습니다. 그런 다음 개체의 설계 사양과 관련된 데이터가 디지털 CAD 파일로 변환됩니다. 이 시점에서 디지털 모델을 STL로 변환하여 3D 인쇄에 최적화할 수 있습니다.

왜 리버스 엔지니어링을 사용합니까?

리버스 엔지니어링이 유용한 제조 기술인 몇 가지 이유가 있습니다. 예를 들어 예비 부품을 생산해야 하지만 CAD 데이터가 부족한 자동차 공급업체입니까? 리버스 엔지니어링을 사용하여 필요한 사양을 얻을 수 있으므로 3D 프린팅을 사용하여 희귀 예비 부품을 재현할 수 있습니다.

또한 리버스 엔지니어링은 기존 개체를 개선해야 하지만 디지털 모델이 없는 경우에 유용합니다. 이 경우 리버스 엔지니어링을 사용하면 개체를 스캔하고 진행 중인 디자인을 변경할 수 있으므로 상당한 시간을 절약할 수 있습니다.

3D 스캐닝:3D 프린팅의 자연스러운 동반자

객체를 수동으로 측정하여 리버스 엔지니어링하는 기존 프로세스는 CAD 프로그램에 복제하기 전에 구성 요소의 모양과 크기를 측정하고 그리는 데 캘리퍼스 또는 슬립 게이지와 같은 다양한 장치가 필요하기 때문에 시간이 많이 소요될 수 있습니다. . 다행히도 역엔지니어링 기술이 눈에 띄게 발전하여 더 빠르고 정확한 솔루션인 3D 스캐닝이 가능해졌습니다.

물체의 디지털 표현이 3D 프린팅의 중추이므로 3D 스캐닝은 교체를 위해 오래된 부품이나 기존 CAD 모델이 없는 부품을 리버스 엔지니어링해야 할 때 효율적인 디지털 솔루션을 제공합니다. 3D 프린팅과 3D 스캐닝 방법을 결합하면 높은 정확도와 더 짧은 제품 개발 시간이 필요한 엔지니어링 애플리케이션에 상당한 이점이 있습니다.

3D 스캐너는 3차원 측정에 사용되는 장치로 물리적 개체의 데이터를 빠르고 정확하게 캡처하여 "포인트 클라우드"를 만든 다음 디지털 3D 표현으로 렌더링할 수 있습니다.

3가지 3D 스캐닝 기술

성공적인 3D 스캔의 핵심은 적절한 복제에 필요한 세부정보를 캡처하기 위해 충분한 정확도로 개체를 측정하는 것입니다. 이를 달성하기 위해 3D 인쇄를 위해 거의 즉시 준비된 3D 모델을 만드는 데 도움이 될 수 있는 몇 가지 3D 스캔 옵션이 있습니다.

1. 사진 측량

사진 측량 방법은 물체 주변의 다양한 각도에서 찍은 사진을 기반으로 하며, 물리적 물체를 디지털 방식으로 복제하기 위해 특수 소프트웨어를 사용하여 함께 "스티칭"합니다. 그러나 사진 측량은 스튜디오 설정이 필요합니다. 이 기술은 설정이 어렵고 휴대가 간편한 복잡한 카메라 시스템을 포함하기 때문입니다. 또한 사진 측량으로 만든 디지털 3D 모델은 일반적으로 정확도 및 세부 수준 면에서 조명 기반 3D 스캐닝과 경쟁할 수 없습니다.

2. 빛 기반 3D 스캐닝

조명 기반 3D 스캐닝 카테고리에 속하는 3D 스캐너에는 구조화된 조명의 두 가지 일반적인 유형이 있습니다. 및 레이저 스캔 . 이 스캐너는 다양한 크기로 제공되며 휴대용 및 고정식 옵션을 모두 사용할 수 있습니다.

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구조광 3D 스캐너는 평행 줄무늬의 빛 패턴을 물체의 표면에 투영합니다. 그런 다음 스캐너의 카메라가 이 투영을 캡처하고 나중에 디지털 복제본으로 변환됩니다. 구조광 3D 스캐너는 일반적으로 작은 물체에 사용되지만 높은 수준의 세부 묘사가 가능합니다.

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반면, 레이저 스캐닝은 물체의 표면에서 반사된 레이저 빔을 물체의 표면에 투사하여 작동합니다. 그런 다음 스캐너의 카메라는 반사 각도를 캡처하여 3D 모델을 생성하는 데 사용되는 물체의 좌표로 변환합니다. 이 방법을 사용하면 자유로운 형태의 물체와 복잡한 세부 사항을 스캔할 수 있으므로 레이저 스캐닝을 3D 스캐닝의 가장 정확한 형태 중 하나로 만듭니다.

BMW Group은 현재 블루라이트 3D 스캐너와 사진 측량을 사용하여 고객을 위한 예비 부품을 리버스 엔지니어링한 다음 적층 제조하는 제조업체 중 하나입니다.

3. CT 스캔

컴퓨터 단층 촬영(CT) 스캐닝은 리버스 엔지니어링을 위한 적층 제조에 적용될 수 있는 또 다른 스캐닝 방법입니다. CT 스캐닝은 물체를 통해 여러 개의 X선 투영을 포함하여 이미지를 생성한 다음 결합하여 디지털 3D 모델을 형성합니다. CT 스캐닝은 외부뿐만 아니라 내부 구조에 대한 데이터를 제공한다는 점에서 특히 독특합니다. 성능을 유지하기 위해 3D 프린팅된 구성요소의 구조적 무결성, 잔류 응력 및 기타 매개변수를 예측하고 설정하는 것이 점점 더 중요해짐에 따라 이 기능은 부품의 구조적 사양을 설정하는 데 중요합니다. CT 스캔은 특히 의료 응용 분야에서 틈새 시장을 찾았습니다. 예를 들어, CT 스캔은 3D 인쇄 인간 장기 모델을 생성하는 데 사용할 수 있어 외과의가 복잡한 수술을 준비하는 데 도움이 됩니다.

역공학 및 적층 제조:사용 사례

3D 스캐닝과 같은 기술은 역공학을 적층 제조 워크플로에 통합하는 데 도움이 되며, 산업 전반의 제조업체에 특정 엔지니어링 문제에 대한 솔루션을 제공합니다.

이것의 한 예는 3D 프린팅된 항공우주 구형 부품의 프로토타입 생산입니다. 항공우주 부품의 계약 제조업체인 Roc-Aire는 3D 인쇄 전에 기존 항공기 부품을 스캔하여 적합성 확인 및 설계 및 기능 평가를 수행합니다. 이러한 솔루션은 프로젝트 개발 속도를 높이는 데 도움이 될 뿐만 아니라 더 효과적인 최종 결과로 이어집니다.

의료 부문 내에서 리버스 엔지니어링과 적층 제조의 통합은 복잡한 의료 사례를 해결하는 데 매우 중요합니다. 예를 들어 2016년에 Royal Hospital for Sick Children은 귀 재건 수술에 3D 스캐닝과 3D 프린팅을 사용했습니다. 구조광 3D 스캐너의 도움으로 의사는 영향을 받지 않은 귀를 스캔하고 재건용 템플릿으로 사용되는 폴리머 프로토타입을 3D 인쇄했습니다.

또 다른 예는 SLS 기술과 함께 리버스 엔지니어링을 사용하여 경주용 오토바이를 위한 공간에 최적화된 공기 흡입구를 만드는 자동차 산업에서 찾을 수 있습니다. 이 경우 리버스 엔지니어링과 SLS를 사용하여 프로젝트를 실현하는 데 필요한 시간을 줄이는 데 큰 차이를 만들었습니다.