Nowoczesne technologie inżynieryjne ułatwiają pracę w różnych branżach, m.in. w budownictwie, w przemyśle i nie tylko. Jedną z takich technologii jest inżynieria odwrotna. Czym ona jest? Gdzie znajduje zastosowanie?

Główne założenia inżynierii odwrotnej

Inżynieria odwrotna, nazywana również inżynierią wsteczną – z języka angielskiego reverse engineering – jest procesem pozwalającym na skanowanie obiektów, w tym również architektonicznych i wprowadzanie ich do wirtualnej rzeczywistości. Na podstawie prac w ramach inżynierii odwrotnej można stworzyć trójwymiarową dokumentację fizycznych elementów, maszyn, urządzeń, wnętrz i obiektów budowlanych.

Właściwie mamy tu do czynienia z procesem badania obiektów rzeczywistych. Odwrotna inżynieria opiera się obecnie przede wszystkim na zastosowaniu skanowania 3D w parze ze specjalnym oprogramowaniem CAD, pozwalającym na tworzenie uniwersalnych modeli.

Wykorzystując na przykład inżynierię odwrotną w inżynierii mechanicznej można nie tylko stworzyć trójwymiarowy model dowolnego obiektu czy podzespołu, ale i uzyskać precyzyjne dane na jego temat, wraz z pomiarami technicznymi o dużym stopniu dokładności. Zanim model wirtualny istniejącego obiektu zostanie wykonany, konieczne jest zrealizowanie serii skanów 3D i połączenie ich ze sobą. Dzięki temu powstaje pełny obraz – cyfrowy obiekt, który może podlegać modyfikacjom i pomiarom.

Przy dokonywaniu skanowania 3D np. części maszyn przemysłowych, są one pokrywane celowo środkiem matującym. Wszystko po to, by nie powstawały zakłócenia. Matujący środek pozwala bez przeszkód digitalizować obiekty zawierające części szklane czy przeźroczyste, które mogłyby zakłócać skan 3D przy wykonywaniu zadań z zakresu inżynierii odwrotnej.

Czytaj także: Co powinieneś wiedzieć o inżynierii odwrotnej?

Digitalizacja obiektów rzeczywistych

Przy zastosowaniu skanowania 3D można digitalizować obiekty rzeczywiste, czyli wprowadzać je do wirtualnej przestrzeni, przy użyciu różnorodnych programów, m.in. CAD. Dzięki nim mamy w programie komputerowym widok na daną część, element czy duży obiekt, możemy go zmniejszać i powiększać, obracać i spoglądać na niego pod dowolnym kątem. Dzięki temu uzyskuje się między innymi dostęp do precyzyjnych pomiarów konstrukcji wielkogabarytowych, co byłoby w praktyce bardzo trudne do przeprowadzenia.

Inżynieria odwrotna w praktyce

W rzeczywistości inżynieria odwrotna umożliwia i ułatwia projektowanie form i matryc dopasowanych idealnie do istniejących podzespołów. Dzięki niej można ułatwić i przyspieszyć prace projektowe, związane z wytwarzaniem np. części maszyn i urządzeń. Inżynieria odwrotna w praktyce pozwala na modyfikację istniejących obiektów pod pełną kontrolą inżyniera. W programie CAD może on wprowadzać zmiany wewnątrz struktury, sprawdzać różne rozwiązania bez konieczności wydatkowania dużych kwot na ich realne wprowadzenie. Jeśli okazuje się, że dana część czy obiekt mogą być udoskonalone i potwierdza to model CAD, wówczas można podjąć się ich realizacji.

Przede wszystkim należy uznać, że inżynieria wsteczna daje oszczędność czasu i środków pieniężnych. Testowanie wytrzymałości i sprawności działania poszczególnych części na obiektach zdigitalizowanych trwa krótko i można wykonywać takie działania przy zastosowaniu różnych rozwiązań. Na tej podstawie wybiera się najlepsze z nich.

Digitalizacja obiektów rzeczywistych

Proces digitalizacji obiektów rzeczywistych za pomocą rozwiązań znanych z inżynierii odwrotnej wykorzystywany jest obecnie w wielu branżach działalności, jak motoryzacja, architektura, lotnictwo, medycyna, energetyka, archeologia czy rozrywka.

Inżynieria odwrotna w praktyce bardzo się przydaje, przede wszystkim wtedy, gdy dane elementy i obiekty nie mają kompletnej dokumentacji technicznej. Poza tym w medycynie pozwala ona na stworzenie skomplikowanych, dopasowanych indywidualnie do pacjenta implantów.

Przykładem zastosowania inżynierii wstecznej jest wyprodukowanie radzieckiego samolotu Tu-4, który stanowił idealną kopię amerykańskiego Boeinga B-29. Prócz tego, inżynierię odwrotną stosuje się przy badaniu produktów konkurencyjnych, dla poznania ich właściwości i cech. Można przy użyciu digitalizacji obiektów wprowadzać zmiany konstrukcyjne po ich niemal darmowym przetestowaniu w wirtualnej rzeczywistości. Takich procesów używa się do odtwarzania uszkodzonych części i doprojektowania dodatkowego oprzyrządowania. Przygotowuje się dokumentację techniczną i powykonawczą.

Istnieje wiele sposobów na wykorzystanie w praktyce inżynierii odwrotnej, której efektem jest tworzenie wirtualnych obrazów obiektów istniejących. Skanowanie 3D przyspiesza wierne odwzorowanie w takim przypadku. 

Czytaj także: Szybkie prototypowanie w druku 3D