خدمات مهندسی معکوس انواع قطعات به کمک اسکنر سه بعدی

آوریل 18, 2019 admin-1 1 comment
خدمات مهنسی معکوس انواع قطعات به کمک اسکنر سه بعدی

مهندسی معکوس چیست؟

مهندسی حرفه ای است که به طراحی، ساخت و تولید و تعمیرات و نگهداری محصولات، سامانه ها و سازه ها می پردازد. به طور کلی، دو نوع مهندسی وجود دارد: مهندسی مستقیم (رو به جلو) (forward engineering) و مهندسی معکوس (reverse engineering).

مهندسی مستقیم، فرآیند حرکت سنتی از مفاهیم انتزاعی سطح بالا و طراحی های منطقی به اجرای فیزیکی یک سامانه است. اما در بعضی موارد ممکن است یک قطعه فیزیکی موجود باشد در حالی که هیچ جزئیات فنی مانند مستندات فنی و نقشه ها، صورت لیست مواد و اقلام (BOM) یا داده های مهندسی مثل خواص حرارتی و الکتریکی آن در دسترس باشد. فرایند تکثیر یک قطعه، زیر مجموعه یا محصول موجود، بدون کمک نقشه ها، مستندات یا مدل کامپیوتری به عنوان مهندسی معکوس شناخته می شود.

 

مهندسی معکوس و دلایل استفاده از آن

  1. توقف تولید یک محصول از سوی تولیدکننده اصلی آن
  2. وجود اسناد ناکافی از طراحی اصلی محصول
  3. عدم وجود سازنده اصلی محصول زمان حاضر (در حالی که یک مشتری به محصول نیاز دارد)
  4. مستندات اصلی طراحی گم شده یا در هنگام توسعه محصول تدوین نشده بودند.
  5. برخی از ویژگی های بد محصول باید دوباره طراحی شوند. مثلا، لازم است تا نشان داده شود سایش بیش از حد مربوط به کدام قسمت از محصول بوده که باید بهبود یابد.
  6. برای تقویت ویژگی های خوب یک محصول جهت استفاده بلندمدت از محصول
  7. برای تجزیه و تحلیل ویژگی های خوب و بد محصولات رقبا
  8. برای کشف راه های جدید برای بهبود عملکرد و ویژگی های محصول
  9. برای به دست آوردن روش های رقابت پذیری از طریق درک و مقایسه محصولات رقیب و توسعه محصولات بهتر
  10. مدل اصلی CAD در روش های جدید و امروزی تولید قابل پشتیبانی نیست.
  11. تامین کننده اصلی نمی تواند یا مایل به ارائه قطعات اضافی نمی باشد.
  12. تولید کنندگان تجهیزات اصلی یا مایل نیستند یا قادر به ارائه قطعات جایگزین نیستند و یا خواستار هزینه های بالایی برای قطعات تک-منبع هستند.
  13. برای به روز رسانی مواد منسوخ یا فرآیندهای تولید قدیمی با تکنولوژی های فعلی و ارزان تر

مهندسی معکوس قابلیت تکثیر یک قطعه موجود را با اندازه گرفتن ابعاد، ویژگی ها و خواص اجزای فیزیکی آن امکان پذیر می سازد. قبل از تلاش برای مهندسی معکوس، یک تجزیه و تحلیل به خوبی برنامه ریزی شده چرخه عمر و تجزیه و تحلیل هزینه – فایده باید برای توجیه پروژه های مهندسی معکوس انجام شود. اگر قطعاتی که می خواهند معکوس مهندسی شوند به میزان سرمایه گذاری بالا نیاز داشته باشند و یا در تیراژ زیاد تولید شوند؛ فرآیند مهندسی معکوس برای آنها باعث صرفه جویی در هزینه ها می شود و به صرفه خواهد بود. حتی اگر مهندسی معکوس قطعه ای مقرون به صرفه نباشد ممکن است به دلیل نیاز حیاتی به آن قطعه در یک سامانه، آن قطعه را مهندسی معکوس کنیم.

 

فرآیند مهندسی معکوس :

مهندسی معکوس قطعات مکانیکی مستلزم دستیابی به داده های سه بعدی هندسه قطعه به صورت ابر نقاط با استفاده از اسکنر سه بعدی لیزری یا سی تی اسکن (توموگرافی کامپیوتری) است. نمایش دادن هندسه قطعه به صورت مجموعه نقاطی در سطح آن، اولین قدم در رسیدن به هندسه قطعه در کامپیوتر می باشد. در مرحله بعدی یک مش سطحی خوب برای قطعه توسط نرم افزار های مهندسی معکوس (مانند GeoMagic یا Catia) به دست می آید. در مرحله بعد نیاز است تا مش سطحی قطعه توسط همان نرم افزار تمیز شود، به این معنی که سطوح قطعه صاف شوند و برخی خرابی های فایل اصلاح شود. به این مش سطحی سطوح NURBS می گویند که در مرحله بعدی به یک فایل CAD قابل تبدیل است و فایل CAD همان فایلی است که برای فرآیند تولید قابل خواندن می باشد، فرآیند هایی مانند ماشین کاری های CNC و یا پرینت سه بعدی.

می توان گفت که مهندسی معکوس با محصول آغاز می شود و از طریق فرآیند طراحی در جهت مخالف به نتیجه ای برای تعریف محصول می رسد. در انجام این فرآیند، تا حد امکان اطلاعاتی را از طراحی که برای تولید یک محصول خاص استفاده می شود، می بایست استخراج کرد.

 

اسکنر سه‌بعدی یا پویشگر سه‌بعدی:

دستگاهی است که وظیفهٔ تجزیه و تحلیل اشیاء موجود در دنیای واقعی یا محیط پیرامون و جمع‌آوری داده‌ها به‌صورت دیجیتال بر اساس شکل و ظاهر احتمالی آن را برعهده دارد. مقصود اصلی یک اسکنر سه بعدی، ایجاد یک ابرنقطه از نمونه‌های هندسی از سطح یک موضوع و شبیه‌سازی مجازی اشیاء است.

اسکنر سه بعدی دستگاهی است که به جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل داده‌های مربوط به شکل و ظاهر اجسام (مثلاً رنگ) می‌پردازد. فناوری‌های بسیار مختلفی می‌توانند در ساخت اسکنرهای سه بعدی مورد استفاده قرار گیرند؛ هر فناوری همراه با هزینه‌ها؛ مزایا و محدودیت‌های خاص خود. هنوز محدودیت‌های بسیاری در تنوع دستگاه‌های دیجیتالی وجود دارد؛ برای مثال فناوری‌های نوری با مشکلات زیادی در مورد زرق و برق اجسام روبرو می‌شوند. به عنوان مثال با استفاده از تست‌های غیر مخرب؛ از اسکن صنعتی توموگرافی برای ساخت مدل‌های سه بعدی دیجیتال استفاده می‌شود. داده‌های سه بعدی جمع‌آوری شده برای طیف گسترده‌ای از برنامه‌های کاربردی مفید است. این دستگاه (اسکنر سه بعدی) به‌طور گسترده در صنعت سرگرمی و در تولید فیلم و بازی‌های ویدئویی استفاده می‌شود. سایر کاربردهای رایج این فناوری شامل طراحی صنعتی؛ ساخت اعضای مصنوعی؛ مهندسی و نمونه سازی؛کنترل کیفیت و مستندسازی مصنوعات فرهنگی است. مهندسی معکوس هم‌اکنون یکی از روشهای متداول در صنعت است که طی آن محصولی که قبلاً تولید شده پس از بررسی‌های فنی و تغییرات لازم، طراحی گردیده و قطعه با مد نظر قرار دادن این تغییرات، دوباره سازی می‌شود. در این راستا، توانایی فنی مهندسین در کنار استفاده از ابزار آلات پیشرفته می‌تواند بر کیفیت و سرعت عملیات مهندسی معکوس تأثیر بسزایی بگذارد. دستگاه پیشرفته اسکن سه بعدی (Di-Two+) یکی از سخت‌افزارهای بسیار قدرتمند و جدید در این زمینه است؛ که بوسیله آن می‌توان ساخت قطعه جدید را بسیار سریعتر، کم هزینه تر و دقیق تر انجام داد. با استفاده از اسکنر سه بعدی (DI-Two+) می‌توان از انواع قالب‌ها، ماکت‌ها یا یک قطعه در ابعاد مختلف و با کاربردهای متفاوت، طرح سه بعدی تهیه کرد و در صورت لزوم با استفاده از نرم‌افزارهای مربوطه، تغییرات لازم را بر روی فایل اسکن ایجاد کرده و در نهایت، از فایل اسکن سه بعدی جهت کار با ماشین آلات صنعتی نظیر دستگاه cnc، پرینتر سه بعدی یا لیزر بهره برد. دستگاه اسکنر سه بعدی (DI-Two+) با برداشت اطلاعات از قطعات موجود، یک فایل کاملاً دقیق و سه بعدی از قطعه در اختیار مهندسین یا طراحان قرار می‌دهد. از جمله کاربردهای این دستگاه: اسکن انواع قالب‌های پلاستیکی یا فلزی، مورد استفاده در صنایع مختلف اسکن قطعات پیچیده و… امروزه صنایع مختلفی نیازمند استفاده از مدل سازی سه بعدی می‌باشند. از جمله: -طراحی صنعتی -قالب سازی -طلا و جواهرسازی -تبلیغات -مجسمه‌سازی -ماکت سازی یا مدل سازی -و …

با استفاده از اسکنر سه بعدی (DI-Two+):

-ایجاد ابر نقاط و مهندسی معکوس

-خدمات طراحی و تهیه فایل سه بعدی قطعات با سطوح پیچیده و پیشرفته جهت استفاده در قالب سازی و ماشین کاری

-بازبینی طراحی

-طراحی سطوح با کیفیت بالا.

تکنولوژی‌های مختلف زیادی به منظور ایجاد یک فایل سه بعدی از جسم وجود دارد. در یک دسته‌بندی خوب می‌توان آن‌ها را به دو گروه تماسی و غیر تماسی دسته‌بندی کرد. اسکنر غیر تماسی خود به دسته اصلی فعال و غیرفعال تقسیم‌بندی می‌شوند.

اسکنر غیر تماسی فعال این نوع اسکنر از نوعی پرتوافکنی یا تابش نور استفاده می‌کند و از طریق بازتاب این نوع پرتوها به شناسایی شی مورد نظر و محیط اطراف آن می‌پردازد. اولترا سونیک و اشعه ایکس، نمونه‌ای از این نوع اسکنرها می‌باشد.

·اسکنر سه بعدی مثلثی این نوع از اسکنرها با بهره بردن از یک نور لیزر به صورت خطی یا نقطه و همچنین استفاده از یک سنسور یا دوربین فرایند اسکن سه بعدی را انجام می‌دهند. جمع‌آوری نور لیزر بازتابیده شده از جسم توسط سنسور یا دوربین و استفاده از سیستم محاسبات مثلثاتی، فاصله جسم تا اسکنر اندازه‌گیری می‌گردد. فاصله و همچنین زاویه بین سنسور و منبع لیزر به صورت کاملاً دقیق معین و مشخص می‌باشد. متناسب با نور لیزر بازتابیده شده از نمونه اسکن، سیستم قادر است زاویه تابش نور به سنسور را اندازه‌گیری نماید و در نتیجه فاصله منبع نور تا سطح جسم را بدست می‌آورد.

. اسکنر سه بعدی با نور ساختار یافته این نوع از اسکنرها نیز از سیستم محاسباتی مثلثاتی به منظور اندازه‌گیری فاصله استفاده می‌کنند.. اسکنرهای نور ساختار یافته به جای استفاده از یک نور خطی یا نقطه لیزر از تابش الگوهای خطی ساختار یافته ایی بر روی سطح جسم مورد اسکن بهر می‌برند. با بررسی لبه‌های هر یک از خطوط نوری الگوی تابانده شده، فاصله اسکنر تا سطح نمونه محاسبه می‌گردد.

·اسکنر سه بعدی زمان پرواز(time of flight) این نوع از اسکنرهای سه بعدی، از پالسهای لیزر به منظور اندازه‌گیری فاصله استفاده می‌کند. روش کار در این اسکنر سه بعدی بر اساس یک مفهوم بسیار ساده فیزیک استوار است. از آنجایی که سرعت نور مشخص و برابر با مقدار C می‌باشد، تنها کافی است مدت زمانی که نور لیزر از منبع خود طی می‌کند تا به جسم برسد و سپس توسط سنسور ضبط گردد را محاسبه نمود، تا فاصله منبع نور تا سطح جسم بدست آید. مدارهای استفاده شده در این نوع اسکنرها دقت اندازه‌گیری در حد پیکو ثانیه را دارا هستند.

اسکنر غیر تماسی غیرفعال این نوع از اسکنرها هیچ گونه اشعه‌ای از خود ساطع نمی‌کنند، بلکه برای تشخیص شی مورد نظر بر انعکاس تابش نور محیط تکیه می‌کنند. اکثر اسکنرهای این دسته برای کار از نور مرئی استفاده می‌کنند چرا که به راحتی در دسترس می‌باشد. اما انواع اشعه‌های دیگر مانند اشعه مادون قرمز نیز می‌توانند برای کارکرد این اسکنرها مورد استفاده قرار گیرند. استفاده از این نوع اسکنر بسیار ارزان است چرا که به هیچ سخت‌افزار خاصی جز یک دوربین دیجیتال احتیاجی ندارد.

-3D-scanner ساخت ایران cover-2-3

1 Comment on “خدمات مهندسی معکوس انواع قطعات به کمک اسکنر سه بعدی

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *