逆向工程，也稱為逆向建模，是一種分析成品以了解其設計和制造的方法。通過破譯物體的結構和組成，這項技術提供了復制、改進它或從中汲取靈感進行新創(chuàng)作的可能性。如果它也適用于軟件和其他技術領域，我們這里將重點關注它在機械工程中的應用。

與3D打印相結合，逆向工程正在成為一種強大的工具，正在改變許多行業(yè)。這種組合使得能夠以前所未有的輕松和精確度圍繞組件進行重新創(chuàng)建、優(yōu)化和創(chuàng)新。隨著3D掃描和增材制造技術的不斷進步，這一結合為更高效、更實用和可持續(xù)的解決方案鋪平了道路。讓我們一起來了解一下這種技術協(xié)同是如何運作、應用和優(yōu)勢的。

逆向工程過程（照片來源：3dcapura.cz）

逆向工程：多步驟方法

逆向工程從物理對象的數(shù)字化開始。激光掃描、計算機斷層掃描（CT掃描）或攝影測量等技術以點云的形式捕獲物體的細節(jié)。然后，該數(shù)據(jù)用于3D建模軟件來生成CAD（計算機輔助設計）模型。

然后可以在用于生產新零件之前對該數(shù)字模型進行分析、修改和優(yōu)化。在3D打印中，CAD文件被發(fā)送到3D打印機，以令人印象深刻的精度實現(xiàn)物體。

3D掃描簡化了逆向工程（照片來源：Artec3D）

專用于逆向工程的軟件

軟件熟練程度在此過程中起著關鍵作用。特定的工具不僅可以重建損壞零件的缺失部分，還可以自動對復雜的設計進行建模并分析物體的尺寸和表面。最常用的軟件包括：Geomagic Design X、Catia、Creo、Mesh2Surface、Artec Studio Fusion 360。

為什么選擇逆向工程？

逆向工程的好處很多，特別是對于制造商而言：

1、產品開發(fā)：它允許您定制或改進現(xiàn)有零件以創(chuàng)造更高效的產品。

2、優(yōu)化：零件可以變得更輕、更強或更耐用，這有助于降低生產成本。

3、無法獲得的零件的復制：在市場上缺乏技術計劃或備件的情況下，逆向工程通常是唯一的解決方案。

4、創(chuàng)新：分析現(xiàn)有產品通常會激發(fā)新解決方案的創(chuàng)建。

5、數(shù)字孿生：用于預測性維護或模擬的準確數(shù)字模型依賴于逆向工程。

CAD軟件用于設計通過逆向工程復制的零件（照片來源：Autodesk）

3D打印在逆向工程中的作用

通過將3D打印添加到逆向工程中，可能性將顯著擴大。增材制造提供的設計自由度使得重新創(chuàng)建復雜的形狀或不尋常的幾何形狀成為可能，而這些形狀或不尋常的幾何形狀是不可能或以其他方式生產的成本太高。

3D打印的優(yōu)點

1、精確再現(xiàn)：非常適合具有精細細節(jié)的小零件。

2、修復損壞部件：一種經濟且快速的傳統(tǒng)方法替代方案。

3、適應性：無論是聚合物還是金屬，立體光刻(SLA)或激光粉末床熔融(L-PBF)等技術都特別適合需求。

3D打印與逆向工程相結合通常用于復制不再在商業(yè)上可用的損壞部件（照片來源：Formlabs）

具體應用：當理論成為實踐

1、汽車：經典車輛的修復從這種技術組合中受益匪淺。它允許您在尊重原始模型完整性的同時重新創(chuàng)建稀有作品。

2、航空航天：部件的減輕重量和優(yōu)化性能提高了飛機的安全性和效率。

3、建筑和藝術：重建歷史古跡的受損部分或復制藝術品以使其易于訪問，這些都是這些技術在文化領域產生影響的突出例子。

汽車零部件逆向工程有助于舊車的維護和優(yōu)化。（照片來源：米哈伊洛·馬里西奇）

邁向制造和設計的新時代

通過3D打印增強的逆向工程重新定義了傳統(tǒng)的設計和制造方法。這種技術結合不僅帶來了創(chuàng)新的解決方案，而且在個性化和效率成為優(yōu)先考慮的世界中帶來了至關重要的靈活性和速度。

編譯整理：3dnatives