リバースエンジニアリングは、パーツ、既存のモデル、およびアセンブリを使用することで、3Dデータを生成できるプロセスの一つです。
簡単に言うと、スキャンしたデータを元に製品を再現することができます。
リバースエンジニアリングは、既存の形状から正確なデータ及び設計意図を読み解くために必要な工数を大幅に削減することができます。
リバースエンジニアリングが、ユーザーのニーズに見合う価値があるかどうか判断する前に、どのような要素があり、最終結果として何がどうなるかを理解しておく必要があります。
この記事では、どのような流れで行われ、何がアウトプットされるのかなどの情報を提供し、価値があるのかどうか判断ができるように説明しています。
リバースエンジニアリング：知っておくべきこと
＃1 関与するステップ
リバースエンジニアリングのプロセスは、元の図面、モデル、またはマニュアルやドキュメントがない場合、既存のコンポーネント、サブアセンブリ、または最終プロダクトそのものを複製するために使われます。
既存のコンポーネントと接続するために、対応する新しいコンポーネントを作成する場合にも使用できます。
リバースエンジニアリングを使用して、製造業、航空宇宙産業、自動車産業、さらには原子力産業の企業で使用されています。
ゴルフボールのような小さな部品から小さな製造施設全体までデータをスキャンすることができます。
最近では、ロケットの部品もスキャンできます。
最初のステップは、プロジェクトに適しているツールであるか、どうかを判断することです。
リバースエンジニアリングが効果的であると判断したら、部品をリバースエンジニアリングする手順に進みます。
１．まず、スキャンする必要があるデータと最適な機器を選択します。
２．最適な機器を選択したら、元の製品をスキャンします。
３．出力ファイルは、ポイントモデルまたはメッシュとしてoutputされます。データは、手動と自動化された技術の組み合わせて、最終部分にさらに絞り込みます。
４．CADモデルが完成すると、製造または3Dプリンタを実行します。
この手順はどの3Dプリンタでも似た流れとなります。
＃2 所要時間
リバースエンジニアリングは、完成した3Dモデルをすぐに受け取るのと同じくらい簡単だと考えています。
スキャン技術が進化し、さまざまな部品や材料をスキャンすることができ、最終的な精度も数ミリ単位で正確に製造することも可能です。
しかし、製造する材料により数時間から何十日も時間が掛かる場合があります。
１．スキャン時間
部品または機器の複雑さは、スキャンにかかる時間に影響します。
さらに、スキャナーごとに、異なる速度で動作するのです。
製品をを分解して各パーツを個別にスキャンする必要があると、時間もかかります。
このプロセス全体には、数時間から数週間程度かかります。
２．CAD時間
モデルの修正にかかる時間は、スキャンされるアイテムの複雑さとサイズに影響されます。
すなわち、必要な量に応じて、数日から数週間程度かかります。
＃3 使用機器
部品または製品を効果的にリバースエンジニアリングするために、さまざまな特殊機器が使用されています。
3Dスキャナー
主なものは、リバースエンジニアリングされるアイテムをスキャンするために使用される機器です。
適切な選択は、必要な価格と精度、および最終製品に必要なサイズと詳細レベルに依存します。
3Dスキャナーには、ハンドヘルドまたは自動レーザースキャナー、座標測定機（CMM）、CTスキャナー、長距離スキャナーなどが含まれます。
ソフトウェア
スキャナーによって収集されたデータを分析できる専用のソフトウェアが必要です。
ソフトウェアは、データポイントのクラウドを取得し、正確に取得できます。
最終結果は、さまざまな異なるCADに取り込めるモデルを作成します。
オペレーター
機器やソフトウェアを操作するために訓練されたオペレーターが必要になります。
ソフトウェアは、エラー分析を実行し、部品を完全に理解するために最善の仕事をします。ただし、訓練を受けた技術者は、追跡と調整が必要または有用である可能性のある領域を解釈および特定できます。
＃4 一般的な用途
リバースエンジニアリングが必要になる事象。
- 元の製造元で廃盤となった。
- 元の文書が残されていない。
- 元の製造元が廃業した。
- 故障している部分があり、再設計する必要がある。
- パフォーマンスとベンチマークのために競合製品を分析する。
- 競合他社が製品を発売した場合に特許を保護するため。
- 元のCADモデルない場合に、製造プロセスを変更するため。
- 元の代理店が代替品を提供できない場合。
- 時代遅れの材料または時代遅れの製造プロセスを更新するため。
- 手作りの部品やアセンブリを再現するため。
＃5 部品詳細
パーツをスキャンして3Dモデルを作成する際に実行することは、外部の製品をスキャンすることです。
多くのスキャナーは、数千または数百万ものデータポイントを作成します。
最初に表示すると、レンダリングは非常に抽象的なように見え、スキャンされた製品が、オブジェクトのように見えない場合があります。
特定のソフトウェアによってデータを処理すると、データを分析することで、サーフェスやメッシュなどが生成されます。
通常、メッシュは、スキャンされた元の部品に対して、数ミリ単の精度を持っています。
ソフトウェアは、メッシュ上の各ポイントでエラーと分散の分析も行います。
最終的なモデルは、プログラムにロードされて操作されるため、ソフトウェアがエラーの可能性が最も高いと検出された領域で正確な測定値を使用して修正を行うことができます。
＃6 制限事項
ほぼすべての種類のオブジェクトをデータに変換して、3Dスキャナーを使用してコンピューターに入力できます。
私たちはゴルフボールから製造施設全体までの小さな物体をスキャンしました。
金属、プラスチック、木材、粘土など、さまざまな素材をスキャンすることもできます。
基本的に、スキャン中にオブジェクトが静止したままであれば、デジタル化できます。
これには、機械の単一の部品、物理モデル、さらには個々のボルトのすべてが含まれます。
リバースエンジニアリングがニーズを満たすかどうかを判断する際に考慮すべき最も重要なことは、オブジェクトの複雑さです。
スキャナーには軽微なエラーがあり、ソフトウェアまたは人間の介入により修正する必要があります。大きく複雑なオブジェクトは、修正に時間がかかります。
最大の制限は、特許技術または独自技術です。
部品を複製する前に、適切な権利と許可があることを確認する必要があります。
＃7 ファイルタイプ
スキャナーから取得した3Dデータは、元々、ポイントクラウドまたはポリゴンメッシュとして作成されます。スキャンソフトウェアは、SolidWorks、Pro Engineer、Inventor、およびSiemens機器に対応する完全にネイティブなモデルにデータを変換できます。
また、IGES、STP、X_T、DXF、DWG、および他の多くのような非独占的なファイルタイプを生成することができます。
点群データを使用して、正確な防水メッシュを作成することもできます。結果のメッシュを3Dプリンターで使用して、正確なプロトタイプを作成できます。
参考情報
https://www.engineeredmechanicalsystems.com/reverse-engineering-everything-you-need-to-know/
Jim Anderson
