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CREAFORM 形创科普台 | 逆向工程的未来

国际金属加工网 2023年11月15日

在过去几十年里,逆向工程已成为产品设计和生产流程中必不可少的一部分,被全球制造商广泛应用。从航空航天业汽车行业,再到日常消费品行业,工业工程师和产品设计师们正是利用逆向工程,才能够在没有相关文档或图纸的情况下复制传统部件、分析和解构竞争产品,或修改和改进现有产品。随着技术的进步,将实体部件数字化为可靠、准确、稳固的计算机辅助设计 (CAD) 模型的硬件和软件也有了更多的改进。在更快且性价比更高的计算的支持下,新型计量传感器、功能强大的软件以及人工智能的发展,无不在塑造着逆向工程的未来,催生出了更多潜在应用程序,并使这些应用程序服务于更多专业人士。

了解相关背景后,让我们来看看在未来几年里,哪些趋势会对逆向工程的未来发展产生影响?

未来逆向工程的三大主要趋势

01逆向工程趋势 1:快速成型

现今制造的大多数产品都要经历多次迭代才能进入生产线。这种迭代工作流被称为“快速”或“迅速”成型,是若干技术的集合,用于尽可能快地开发产品或组件的实体原型或模型,以模拟最终产品设计。近年来,为了降低出现严重错误和延误的风险,快速成型已成为制造商在投入批量生产之前测试和验证设计理念的首选方法。

逆向工程在此工作流中起着关键作用,使公司能够创建现有产品或部件的数字模型,而这些模型则可以作为快速成型的依据。例如,汽车公司使用 3D 扫描仪捕获适合装配的制造部件,然后将它们作为新部件的基础进行逆向工程,而无需从原始 CAD 文件开始。这不仅加快了产品开发过程,也提高了最终产品的质量。对于持续创作新产品设计的设计工作室也是如此,无论是创建简单的新牙刷模型还是 MRI 机器,都提高了产品质量。与从头开始相比,从扫描开始可以节省大量时间。

随着 3D 扫描仪和逆向工程软件越来越智能,性价比越来越高,非技术人员越来越容易使用,快速成型将更加广泛地应用于各个领域。设计专业人员将不再依赖于通常较慢的传统制造工艺,如数控加工或注塑成型,而是选择基于光或基于激光的扫描技术、CAD 软件以及增材制造来快速开发精确、功能多样的原型。手持的便携式 3D 扫描仪让设计专业人士能够在车间现场扫描任何产品或部件,然后将最终 3D 模型上传到 CAD 软件中,以进行进一步的虚拟测试和分析,或上传到 3D 打印软件中以创建快速、高保真的原型。

02逆向工程趋势 2:增材制造

塑造逆向工程的第二大趋势是增加了对增材制造的使用。增材制造也称“加层制造”或在某些情况下称为 3D 打印,这是一种先进的制造工艺,通过根据 CAD 文件逐层连接材料来构建三维部件。自二十世纪八十年代以来,增材制造技术实现了飞速发展。硬件、材料和软件的最新进展使得增材制造被应用到更广泛的业务领域,让越来越多的公司使用以前仅限于少数高科技行业使用的工具。

所有这些无疑都会对逆向工程的应用范围产生影响。随着专业 3D 打印机的价格更亲民、成本效益提高以及新打印材料的引进,越来越多的企业开始采用增材制造,并以极具成本效益的方式对更多产品进行逆向工程。

许多公司已经将增材制造作为其逆向工程程序的一部分。例如,鞋类制造商使用便携式 3D 测量技术来扫描旧模型、修改旧模型,然后进行 3D 打印,以确定新模型的外观和运动效果,最后才能进入生产阶段。汽车修理厂运用增材制造来为汽车制作原型和工件,用以替换丢失的汽车部件。一些医院,包括宠物医院,也利用 3D 打印机根据逆向工程的患者扫描数据来定制矫形器和假肢器官。

随着 3D 打印和扫描技术的不断进步,逆向工程和打印软件也在不断完善,越来越多的制造商将利用这些技术来简化他们的逆向工程任务。

03逆向工程趋势 3:虚拟化

除逆向工程外,制造商正在将另一种新兴方法广泛整合到他们的工作流中,那就是虚拟化。有时候,这两个术语被视为同义词,都用来描述为实体对象创建数字模型的过程,也称“数字孪生”。然而,虚拟化的范围更广,包括在没有实体原型的情况下,在虚拟空间中分析和优化产品设计,并模拟产品在不同操作条件下的表现。

虚拟化对工程、设计和制造过程非常有用,因为它使用户在进入生产阶段之前,可以逼真的方式与虚拟原型进行交互。VR 和 AR 的运用也便于生产前对产品进行人体工程学测试,以及在虚拟环境中进行改进。此外,虚拟空间还为工人提供了身临其境的学习体验,例如,虚拟参观工厂或虚拟演示如何操作机器。最后,不同的团队可以在不同的地方共享和访问虚拟模型。这极大地方便了产品开发期间的人员协作和沟通。

AR 和 VR、人工智能、机器学习的最新进展使得更多制造商和行业可更轻松地利用虚拟化。虚拟化多用于高科技领域,如航空航天、汽车和制造领域,但如今也越来越多地应用于建造、建筑和娱乐领域。例如,虚拟化被用来模拟建筑物在不同天气条件下的表现,或为电影和电视节目制作数字场景。

新冠肺炎的爆发和远程工作的大趋势也使得虚拟化越来越多地用于诸如建模、控制车间模拟过程、计划生产、测试和验证等方面。

您可能会问,这会对逆向工程产生什么影响?由于虚拟化越来越普遍,因此传统上从头开始设计的 3D 模型已不能再满足需求,而是需要创建更为逼真的产品和空间虚拟模型。为此,需要高精度的扫描技术和逆向工程软件,以便创建将来可在虚拟环境中使用的整洁、高质量、稳固的三维 CAD 模型。

随着虚拟化的普及,3D 测量技术也将越来越普遍。这意味着不仅仅是技术人员,其他人员也需要学习如何使用虚拟化技术。由于扫描仪和软件更加经济实惠且易于操作,越来越多的人可以在工作中使用它们。

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凭借二十多年来的经验不断推陈出新,Creaform 形创开发、生产制造和销售具有前沿技术的便携式和自动化三维测量技术产品,为三维扫描、逆向工程、质量控制、无损检测、产品开发和 MRO 等应用领域提供创新解决方案。其产品和工程服务赋能各行各业拓展应用边界,其中包括汽车、航空航天、消费品、重工业、制造业、石油和天然气、发电业、医疗保健、研究和教育等行业。

Creaform 形创总部位于加拿大魁北克省莱维斯市,在全球拥有 15 所当地办公室和一个由超过 125 家代理商组成的经销商网络,业务遍及超过 85 个国家,为四大洲用户提供周到的客户服务。Creaform 形创是 AMETEK 阿美特克公司旗下的一个业务部门,AMETEK Inc. 阿美特克公司是全球领先的工业技术解决方案供应商,服务于各类高精尖的利基市场,年销售额超过 60 亿美元。

 

 

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