什么是逆向工程?了解它的过程和好处

什么是逆向工程?

传统的设计过程是从零开始创造一个新产品，然后制造它。但是如果原始CAD文件丢失，或者无法获得零件的原始CAD数据怎么办?逆向工程通过3D技术(如3D扫描仪、CT扫描仪、三坐标测量机)捕获成品的外观和尺寸信息，然后通过3D建模软件重建原零件的CAD文件。

逆向工程需要一系列步骤来收集有关产品尺寸的精确信息。收集到的数据可以存储在数字档案中。通常，工程师会用新的发展和创新来增强设计。有时原模型的设计完全被复制。

逆向工程是对成品进行解剖，以了解其功能材料规格以及如何将它们组合起来。当一个物理或手工模型经历测量→CAD数据创建→3D打印或CAM输出的过程时，它被称为逆向工程。这个过程可以加快产品开发的及时性和质量，并且可以节省时间和成本。

阶段1:3D扫描服务
使用3D扫描仪对物体进行扫描后，物体的点数据生成为STL格式的电子文件。

阶段2:3D建模服务
扫描后的点数据用于点、线、面逆向三维建模，重建物体表面数据，生成原始CAD文件(STEP文件格式)。

为什么需要逆向工程?

1. 原始CAD文件丢失:
   如果原始设计文件丢失、损坏或无法恢复或打开，则不能修改格式。在这种情况下，将CAD文件(3D扫描+反向建模)通过3D扫描和反向3D建模进行还原，快速获得数字化数据。
2. 产品设计的差异:
   过去，设计师可能只做二维平面设计，然后通过CAD软件将数据转换成三维;但现在设计师往往先手工制作一个3D模型，因此需要一个逆向工程工具将这个手工模型转换成一个3D曲面模型，以方便后续的工作。
3. 分析竞争设计:
   在分析竞争对手产品的优缺点时，通常更倾向于使用3D Scanner技术提取尺寸信息，并将这些信息表示为点云或自动实时网格，以进一步提高产品质量。
4. 加快研发创新;
   逆向工程缩短了产品重新设计的时间，并快速捕获设计概念，而不需要手工绘制。
5. 产品设计走向自由曲面造型;
   现在的消费者除了考虑产品的功能外，还会考虑产品的外观。但是，使用传统的制造方法，如果不能完全表达设计者所创造的原貌，则可能需要使用逆向工程来满足设计者的要求。
6. 协助制造商快速生产:
   制造商可以使用逆向工程来快速生产零件，而无需从原始设备制造商那里购买昂贵的零件。
7. 获得正演设计数据并不容易:
   基于商业秘密，原厂不向下游厂家提供原始CAD数据，只向厂家提供样品，因此需要通过逆向工程工具还原原始CAD数据。
8. 试验阳性设计结果:
   逆向工程的另一个重要功能是成品检验。这叫做CAI(计算机辅助检查)。一般来说，质量检验只检验成品。通过逆向工程工具，可以对成品进行全面的质量检验，并对检验结果进行评价，提高产品的质量和稳定性。
9. 预防性维修计划:
   逆向工程也可以成为制造商主动维护计划的关键策略。通过在关键部件发生故障之前对其进行逆向工程，制造商可以储存备件并减少计划外停机时间。

常见的逆向工程应用:

• 原厂停止了货物的生产。
• 原厂提供的文件或部件不符合设计要求，需要重新制作。
• 原来的工厂已经不存在了，但是消费者仍然需要这些商品。
• 原始设计丢失、损坏，无法恢复，数据文件无法打开，文件格式无法修改。
• 需要改进的原始设计缺陷，如薄壁或厚壁，需要一个数字修改和复制的过程。
• 为了使设计的零件使用寿命更长，必须对产品进行设计修改。
• 分析产品的优势和劣势，或通过原始设计确定新的发展。
• 优化设计部件，使设计的产品可以以更便宜的方式制造新的或再制造。
• 分析竞争对手产品的优势和劣势，进一步提高竞争对手的产品质量。
• 新产品样品开发。
• 产品的模仿和修改设计。
• 快速模具制作。
• 快速原型。
• 产品数字化检测。

逆向工程起源于商业和军事领域的硬件分析。其目的是在不易获得必要的生产信息时，通过对成品的分析，直接推导出产品的设计原理。

但另一方面，逆向工程可能被误认为是对知识产权的严重侵犯。但在实践中，它反而可能保护知识产权所有者。例如，在集成电路领域，如果一家公司涉嫌侵犯知识产权，可以使用逆向工程技术来寻找证据。