概要
逆向工程是指將實(shí)體部件拆解并測(cè)量的過(guò)程，目的是要了解部件的設(shè)計(jì)、工作原理、制造方式。逆向工程的對(duì)象可以是任何物體，巨型航空母艦或建筑結(jié)構(gòu)，也可以是瑞士手表上的一組微型聯(lián)鎖齒輪。
為何使用逆向工程？
分析優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制作替換部件、設(shè)計(jì)新產(chǎn)品
如何采集數(shù)據(jù)？
使用三維掃描儀、CT掃描儀，或三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)
逆向工程的用戶(hù)有哪些？
汽車(chē)定制專(zhuān)家、產(chǎn)品設(shè)計(jì)師、研究人員（醫(yī)療、工業(yè)）等
簡(jiǎn)介
傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作流程是"從無(wú)到有"，從零開(kāi)始創(chuàng)造一件產(chǎn)品。而在逆向工程中，我們從一個(gè)現(xiàn)成的機(jī)器或部件開(kāi)始，倒推流程，直接或采用間接的數(shù)字方式，一步一步，對(duì)每個(gè)部件或?qū)哟芜M(jìn)行拆解。
逆向工程的目的通常是要?jiǎng)?chuàng)建可操作的三維CAD模型，如果進(jìn)展順利，逆向工程可以提供設(shè)計(jì)信息，助您實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：
· 通過(guò)快速成型制造技術(shù)等方式，對(duì)傳統(tǒng)設(shè)備和部件進(jìn)行再創(chuàng)造
· 對(duì)零件和機(jī)器進(jìn)行故障分析，并根據(jù)需要重新設(shè)計(jì)
· 深入分析競(jìng)品優(yōu)缺點(diǎn)
· 為缺貨、成本昂貴或等待周期較長(zhǎng)的部件輕松制作復(fù)制品
· 優(yōu)化現(xiàn)有部件和系統(tǒng)的性能
· 根據(jù)設(shè)計(jì)信息，研發(fā)全新產(chǎn)品
· 等等
逆向工程的數(shù)據(jù)采集
Artec Eva為退役建筑機(jī)械的圓形組件進(jìn)行三維掃描。三維掃描之后被導(dǎo)出至Geomagic Design X逆向工程軟件中，并作為制作實(shí)體模型的參考，制造替換零件。
在逆向工程領(lǐng)域，盡管偶爾也會(huì)采用其他數(shù)據(jù)采集方法，但無(wú)論是手動(dòng)還是數(shù)字化方式，到目前為止，流行的是三維掃描、CMM機(jī)器和CT掃描這三種方式。每種方法各有千秋，如何選擇主要取決于您的應(yīng)用場(chǎng)景、預(yù)算、技術(shù)使用經(jīng)驗(yàn)和項(xiàng)目周期。
Artec Eva掃描儀制作的圓形組件3D網(wǎng)格模型
圓形組件CAD模型，可用于逆向工作
CT掃描
CT掃描是捕獲物體內(nèi)外部測(cè)量值的有效方式，通常被認(rèn)為是醫(yī)療診斷的可靠工具。但是，在特定環(huán)境和應(yīng)用中，CT掃描也是逆向工程的可行方案。CT掃描儀發(fā)射X射線(xiàn)穿過(guò)物體，大多不受視線(xiàn)的影響，可以捕捉內(nèi)部特征、孔洞和空隙。 CT掃描儀通常發(fā)射X射線(xiàn)錐體，或X射線(xiàn)切片，然后將許多不同層次的數(shù)據(jù)組合成一個(gè)完整的3D模型。
EasyTom工業(yè)級(jí)CT掃描儀，CyberOptics Corporation供圖
但CT掃描儀并非沒(méi)有缺點(diǎn)。由于CT掃描利用輻射穿透被掃描的物體，所以，要捕獲的物體需要能放入CT掃描儀的掃描架內(nèi)，掃描架被牢牢密封起來(lái)，防止輻射泄漏，傷害操作人員。正因如此，CT掃描不適合大多數(shù)大中型物體。
要點(diǎn)：
雖然CT掃描儀的優(yōu)勢(shì)在于能夠同時(shí)捕獲物體的內(nèi)外表面，但目前這種技術(shù)只適用于一小部分工業(yè)品。
一臺(tái)可靠的CT設(shè)備價(jià)格可高達(dá)25萬(wàn)美元以上。除了價(jià)格不菲外，操作人員還需要經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的培訓(xùn)。CT掃描儀在掃描金屬物體，甚至只是帶有金屬部件的物體時(shí)，還會(huì)偶爾出現(xiàn)缺陷。這是因?yàn)榻饘贂?huì)吸收和發(fā)散X射線(xiàn)，當(dāng)X射線(xiàn)照射到金屬部件或部分表面時(shí)，會(huì)在掃描中產(chǎn)生條紋偽影。這嚴(yán)重影響了掃描精度。低密度金屬（如鋁）會(huì)比鐵質(zhì)材料（如鋼）更容易掃描。
簡(jiǎn)而言之，除非您的掃描對(duì)象身材小巧、全塑料材質(zhì)或是低密度金屬零件，否則您就得花數(shù)小時(shí)的時(shí)間來(lái)處理掃描，專(zhuān)門(mén)用來(lái)去除偽影，試圖復(fù)原掃描對(duì)象的實(shí)際測(cè)量值，也可能由于零件尺寸或材料密度的原因，根本無(wú)法掃描對(duì)象。
接觸式測(cè)量（CMM機(jī)器）
眾所周知，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）能為檢測(cè)和逆向工程提供高的精度。它們采用預(yù)編程或由操作員控制的探頭來(lái)記錄物體表面的XYZ坐標(biāo)值，一步步為物體幾何構(gòu)建三維形象。
兩位工程師正使用CMM機(jī)檢測(cè)機(jī)械部件
在有效合理使用的情況下，CMM機(jī)是一項(xiàng)成本不菲、功能強(qiáng)大的解決方案，能捕獲許多不同大小和材料的物體。
大多數(shù)CMM機(jī)都非常笨重，通常固定在某處，很難移動(dòng)至倉(cāng)庫(kù)或公司的其他地方。這也意味著，您無(wú)法前往客戶(hù)所在地為其掃描，如果便攜式CMM機(jī)精度不夠，需要大型CMM機(jī)來(lái)湊的時(shí)候，您也不能帶著它搭國(guó)際航班。另外，CMM設(shè)備的操作人員需要接受一定培訓(xùn)，還要花大量時(shí)間來(lái)安裝設(shè)置、重新編程，而且設(shè)備會(huì)因意外的踢打、碰撞和振動(dòng)而大受影響，如果沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，很可能會(huì)毀掉整個(gè)測(cè)量項(xiàng)目。
要點(diǎn)：
CMM機(jī)的觸發(fā)式探頭直接接觸物體表面，能確保采集的3D數(shù)據(jù)異常準(zhǔn)確。但其缺陷就是：機(jī)器無(wú)法探測(cè)探頭無(wú)法接觸到的表面；對(duì)各種材料可能造成永久性的損害；數(shù)據(jù)采集速度低等等。
由于大多數(shù)常用CMM機(jī)探頭都需要與被測(cè)物體反復(fù)接觸，因此需要提醒一點(diǎn)，這樣的操作存在損壞物品的潛在風(fēng)險(xiǎn)，而且可能出現(xiàn)不夠準(zhǔn)確的情況。很多材料都可能受到CMM機(jī)探頭的損傷，例如劃痕、刮痕以及污點(diǎn)。在處理昂貴或珍貴的物品時(shí)，例如博物館、私人收藏品和其他高價(jià)品，這類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)是絕對(duì)不能接受的。
就精度而言，在接觸橡膠或硅膠等軟表面時(shí)，探頭很容易使物體變形，即便沒(méi)有造成損壞，也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確。更麻煩的是，如果測(cè)量物體有凹面或其他難以接觸的部分，CMM探頭無(wú)法靠近，無(wú)法進(jìn)行充分的接觸，那么就必須通過(guò)CAD手動(dòng)重建，這也會(huì)在一定程度上引入誤差。
三維掃描
對(duì)于全世界成千上萬(wàn)的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，專(zhuān)業(yè)桌面式、手持式和三腳架式三維掃描儀都是逆向工程等應(yīng)用的好選擇。CT掃描儀和CMM機(jī)的特點(diǎn)是價(jià)格高，笨重難移動(dòng)，而且學(xué)習(xí)曲線(xiàn)陡峭，而優(yōu)秀的三維掃描儀則完全相反。
結(jié)構(gòu)光掃描
結(jié)構(gòu)光三維掃描儀首先對(duì)掃描物體表面發(fā)射閃爍的光線(xiàn)。光線(xiàn)反射到掃描儀傳感器上，檢測(cè)出因物體結(jié)構(gòu)變化造成的光線(xiàn)扭曲，并在掃描儀軟件中轉(zhuǎn)化為數(shù)字形象。這種數(shù)字復(fù)制品，以三維多邊形網(wǎng)格形式呈現(xiàn)，可用來(lái)創(chuàng)建逆向制作物體的CAD模型。
Artec Leo對(duì)沃爾沃XC90底盤(pán)進(jìn)行三維掃描，對(duì)SUV的排氣系統(tǒng)進(jìn)行逆向工程。
結(jié)構(gòu)光三維掃描儀的主要優(yōu)勢(shì)之一就是捕獲速度。與CMM機(jī)或攝影測(cè)量法相比，專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)光三維掃描儀甚至可以在短短幾分鐘內(nèi)捕獲大型物體，精度達(dá)到亞毫米級(jí)，而且無(wú)需接觸。用光束掃過(guò)掃描物體時(shí)，不同掃描儀捕獲速度不同，約為每秒100萬(wàn)到300萬(wàn)點(diǎn)。
Artec Studio處理沃爾沃XC90底盤(pán)掃描
使用結(jié)構(gòu)光三維掃描儀，還能在筆記本電腦或掃描儀屏幕上即刻看到已經(jīng)捕獲的物體區(qū)域，以及正在掃描的面積。如果錯(cuò)過(guò)某個(gè)點(diǎn)，只需再揮動(dòng)一兩下掃描儀就能順利彌補(bǔ)。
結(jié)構(gòu)光三維掃描儀使用安全，不僅操作人員安全，圍觀(guān)人員和被掃描人員也同樣安全。這就是為什么結(jié)構(gòu)光三維掃描儀在醫(yī)療領(lǐng)域被廣泛接受的原因。
激光掃描儀捕獲大型物體或完整場(chǎng)景
三腳架三維激光（LiDAR）掃描儀能分為兩類(lèi)：飛行時(shí)間與相位式掃描儀。飛行時(shí)間型（ToF）掃描儀將激光射向室內(nèi)或室外的物體與場(chǎng)景，然后測(cè)量光線(xiàn)反射到掃描儀傳感器所需的時(shí)間，以此來(lái)計(jì)算掃描儀與物體間的精確距離。感應(yīng)器還會(huì)檢測(cè)反射光強(qiáng)度。
而相位掃描儀周期式發(fā)射激光脈沖。激光脈沖反射至掃描儀傳感器，通過(guò)特殊的處理算法測(cè)算相位延遲，以計(jì)算掃描儀與物體/場(chǎng)景間的精確距離。
用三腳架支撐Artec Ray，對(duì)近海船舶的甲板進(jìn)行三維掃描。
根據(jù)接收的數(shù)據(jù)，以高分辨率點(diǎn)云的形式為物體或區(qū)域進(jìn)行數(shù)字渲染。掃描軟件可以將這些點(diǎn)云轉(zhuǎn)化為多邊形網(wǎng)格。隨后，這些網(wǎng)格可用于各種用途，包括生成逆向工程CAD模型、進(jìn)行虛擬飛行瀏覽、構(gòu)建平面圖等。
激光遠(yuǎn)距三維掃描儀可以輕松捕獲大型和巨型物體與場(chǎng)景，且精準(zhǔn)度令人驚嘆。工作距離支持1米到100多米，像這類(lèi)優(yōu)秀的掃描儀已經(jīng)開(kāi)始為汽車(chē)、噴氣式飛機(jī)、超級(jí)游艇，甚至整個(gè)工廠(chǎng)車(chē)間制作計(jì)量級(jí)3D模型。
利用強(qiáng)大的三維掃描軟件，遠(yuǎn)程激光掃描儀捕獲的數(shù)據(jù)可以與手持式三維掃描儀的數(shù)據(jù)輕松合并，來(lái)制作一個(gè)包含物體或場(chǎng)景所有幾何與表面的完整3D模型。比如，使用遠(yuǎn)距離激光掃描儀捕獲飛機(jī)完整結(jié)構(gòu)，再使用手持式三維掃描儀采集駕駛艙和機(jī)艙的儀表盤(pán)與其他精密細(xì)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代客機(jī)的逆向工程。
操作簡(jiǎn)單，無(wú)限可能
遠(yuǎn)距激光、桌面式和手持式結(jié)構(gòu)光三維掃描儀操作十分方便，即使是學(xué)生也能在短短幾小時(shí)內(nèi)學(xué)會(huì)如何捕獲各類(lèi)尺寸的物體。掃描儀便于攜帶，因此適合室內(nèi)外使用，也方便前往客戶(hù)所在地。
與CT掃描儀和CMM機(jī)所需的工作時(shí)間相比，桌面式和手持式三維掃描儀捕獲同樣的物體，只需要很短的時(shí)間，從而大幅降低操作人員的疲勞程度，提高生產(chǎn)力。三腳架激光掃描儀甚至可以解放雙手。您只需將三腳架放在合適的掃描位置，然后啟動(dòng)掃描程序。
要點(diǎn)：
對(duì)于絕大多數(shù)逆向工程項(xiàng)目而言，優(yōu)秀的三維掃描儀速度快、使用安全且方便，精度達(dá)亞毫米級(jí)，能應(yīng)對(duì)從小到大的各類(lèi)物體。
根據(jù)掃描物體或區(qū)域的特點(diǎn)，可根據(jù)需要重復(fù)操作，實(shí)現(xiàn)表面全覆蓋，包括凹面和組件。
綜上所述，涉及到逆向工程時(shí)，無(wú)論是一枚鉆戒還是重型機(jī)械、飛機(jī)、建筑物等巨型物體，專(zhuān)業(yè)的桌面式、手持式和遠(yuǎn)程三維激光掃描儀都是成熟的解決方案，讓您出色完成任務(wù)。
逆向工程中的三維掃描：應(yīng)用場(chǎng)景
首先，我們通過(guò)三個(gè)案例（汽車(chē)定制、農(nóng)業(yè)設(shè)備、高性能自行車(chē)設(shè)計(jì)），來(lái)了解不同行業(yè)如何利用三維掃描進(jìn)行逆向工程。
West Coast Customs
這是一家位于加州的世界知名汽車(chē)定制店，每當(dāng)他們需要重新制作老舊零件，或?yàn)槠湫乱惠喸O(shè)計(jì)項(xiàng)目提供獨(dú)特的擋泥板、格柵、前照燈、車(chē)身或其他零件時(shí)，他們都會(huì)配合Geomagic Design X和SOLIDWORKS軟件，使用專(zhuān)業(yè)手持式三維掃描儀。
West Coast Customs設(shè)計(jì)師用Artec Eva掃描Polaris Slingshot
過(guò)去，他們依靠卷尺和卡尺完成測(cè)量工作，經(jīng)常需要反復(fù)測(cè)量。和漫長(zhǎng)的手動(dòng)操作過(guò)程相比，新方法有了質(zhì)的飛躍，許多汽車(chē)零件很難通過(guò)這樣的線(xiàn)性方法進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，而優(yōu)秀的三維掃描儀甚至可以輕而易舉地采集復(fù)雜的表面與幾何。
有了操作簡(jiǎn)單的掃描儀，West Coast Customs可以在短短幾分鐘內(nèi)捕獲他們要定制的任何部件或物體，精度高達(dá) 0.1 毫米。之后，他們將掃描結(jié)果導(dǎo)出至CAD系統(tǒng)，當(dāng)天即可設(shè)計(jì)修改。根據(jù)這些"數(shù)字藍(lán)圖"，他們可以3D打印或數(shù)控加工任何需要的部件。
Taylor Attachments
傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)設(shè)備客戶(hù)多年來(lái)一直在聯(lián)系這家英國(guó)定制替代頭架的設(shè)計(jì)者與生產(chǎn)商。這些支架可安裝在各種農(nóng)用機(jī)械上，比如反鏟、草叉、鋸子、刺捆機(jī)等。幾年前，Taylor的專(zhuān)家需要7-12個(gè)小時(shí)，才能對(duì)每件傳統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行逆向工程，通過(guò)筆、紙、直尺和卡尺等進(jìn)行手工測(cè)量，在紙和紙板上艱難地描畫(huà)出測(cè)量結(jié)果，然后制作幾個(gè)原型進(jìn)行測(cè)試和修改。
Taylor Attachments使用Artec Eva掃描支架
但這樣的方式，每個(gè)部件都需要2-3周才能完成，而且制作過(guò)程充滿(mǎn)了不確定性，需要反復(fù)微調(diào)。但現(xiàn)在，他們的工藝流大不一樣。 短短20分鐘，他們就能用手持式三維掃描儀Artec Eva對(duì)整個(gè)支架完成高分辨率三維掃描。再用Artec Studio軟件處理20分鐘，就能得到一個(gè)完美的3D模型。隨后，3D模型可導(dǎo)出至SOLIDWORKS，進(jìn)行最后的潤(rùn)色，然后將CAD模型發(fā)送給合作商進(jìn)行激光切割。
Taylor Attachments的替換裝載機(jī)支架等待安裝
最后不到24小時(shí)，就從頭到尾精準(zhǔn)完成了所有任務(wù)。與傳統(tǒng)方式相比，他們節(jié)省了幾天甚至幾周的時(shí)間，更不用說(shuō)那些數(shù)不清的困難與挫折了。
Vorteq WX-R高性能場(chǎng)地車(chē)
這家英國(guó)體育研發(fā)公司打算制造地球上速度快的場(chǎng)地車(chē)，從那一刻起，他們就知道這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)三維掃描儀。剛開(kāi)始，Vorteq的工程師通過(guò)手持式三維掃描儀逆向設(shè)計(jì)了一系列專(zhuān)業(yè)騎手的自行車(chē)，每輛自行車(chē)的捕獲時(shí)間不到一分鐘。
Artec Leo在風(fēng)洞中對(duì)騎手和自行車(chē)進(jìn)行三維掃描
隨后，這些亞毫米級(jí)的三維掃描被轉(zhuǎn)化為3D模型，并在公司的CFD（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）系統(tǒng)中進(jìn)行分析，研究每輛自行車(chē)的空氣動(dòng)力阻力。之后，工程師們對(duì)3D模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，盡可能提高它們的性能。之后，根據(jù)所有自行車(chē)，總結(jié)出結(jié)構(gòu)，并將這些結(jié)構(gòu)匯總到一輛車(chē)上。
Vorteq WX-R場(chǎng)地車(chē)（Vorteq供圖)
盡管Vorteq公司工程師有豐富的計(jì)量工具使用經(jīng)驗(yàn)，但他們還是將手持式三維掃描儀作為日常工作的首選解決方案。對(duì)于WX-R自行車(chē)項(xiàng)目而言，他們明白，想用卷尺和標(biāo)尺精準(zhǔn)測(cè)量專(zhuān)業(yè)賽車(chē)的復(fù)雜表面和零件，將耗費(fèi)好幾個(gè)小時(shí)，還要不斷反復(fù)核查。
三維掃描儀參與逆向工程后，他們及時(shí)完成了項(xiàng)目，幾周后，第一批WX-R場(chǎng)地車(chē)就出廠(chǎng)看。下一站目標(biāo)：奧運(yùn)會(huì)!
逆向工程中的三維掃描：工藝流
雖然具體工藝流因公司而異，但三維掃描儀進(jìn)行逆向工程的工藝流大致如下：
準(zhǔn)備掃描物體
如果掃描物體有透明或反光部分，可能需要在掃描前為物體使用顆粒精細(xì)的消光噴霧。這步操作能提高精確度，還能大幅減少掃描處理時(shí)間。根據(jù)項(xiàng)目周期，您可以選擇幾小時(shí)后自然揮發(fā)、不留任何痕跡的噴霧，也能選擇可洗噴霧，用于時(shí)間跨度長(zhǎng)的項(xiàng)目，之后再手洗清潔。
即將用Artec Eva掃描的Superformance GT40高反光車(chē)頭
現(xiàn)在還要確定掃描物體的位置。較小的物體可能要放在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，或者如果使用桌面式三維掃描儀，就要將物體放在掃描平臺(tái)上，也能使用Blu Tack等粘性材料。此外還要確保掃描時(shí)有足夠的空間讓您走動(dòng)，除非使用的是無(wú)線(xiàn)手持式掃描儀，沒(méi)有電纜或其他設(shè)備限制您的行動(dòng)。
捕獲大型和超大型物體可能需要遠(yuǎn)距激光掃描儀。這種情況下，重要的是將掃描儀放置在合適的位置上，便于捕獲物體或區(qū)域。確保掃描儀移動(dòng)后的位置同樣合理，掃描數(shù)據(jù)能有足夠的重疊，覆蓋全面。在操作現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)于因有凹面或遮擋而沒(méi)有完全捕獲的物體及場(chǎng)景，可以通過(guò)掃描軟件查看掃描結(jié)果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并補(bǔ)救。
開(kāi)始三維掃描
捕獲物體的時(shí)間可能只要幾秒，也可能一小時(shí)或更久，這取決于三維掃描儀的能力以及掃描物體的尺寸和復(fù)雜程度。需要指出的是，一臺(tái)掃描儀不可能勝任所有逆向工程任務(wù)。
例如，手持式三維掃描儀可以捕獲一套傳家的珠寶，特別是亞毫米級(jí)精度的掃描儀，但如果您有很多這樣的珠寶，還要定期掃描，怎么辦呢？更好的辦法就是使用桌面式自動(dòng)三維掃描儀，專(zhuān)為小型物體捕獲而設(shè)計(jì)。
調(diào)試Artec Micro桌面式三維掃描儀，準(zhǔn)備掃描。
同樣，如果打算對(duì)汽車(chē)車(chē)身或摩托車(chē)進(jìn)行逆向工程，您會(huì)希望能有一臺(tái)掃描范圍更廣、捕獲速度更快的三維掃描儀，可以輕松移動(dòng)，而且沒(méi)有電線(xiàn)或其他設(shè)備的羈絆。
先掃描物體的某一面，確保已捕獲所有表面，再根據(jù)需要變換物體位置，重復(fù)該過(guò)程，直到完成各個(gè)角度的捕獲。
如需掃描大型或超大型物體，如房車(chē)、挖掘機(jī)，甚至是上文提到的空客A380-800客機(jī)，那么就該考慮遠(yuǎn)程激光掃描儀。
掃描處理、CAD設(shè)計(jì)、增材制造
三維掃描儀完整捕獲物體或場(chǎng)景后，點(diǎn)擊幾下鼠標(biāo)，選擇相應(yīng)工具，即可獲得一個(gè)干凈、精準(zhǔn)的多邊形網(wǎng)格，可用于下一道工序。很快，就能將三維掃描數(shù)據(jù)逆向制作為CAD模型了。
由Artec Leo掃描制作而成的Dallara F399/01跑車(chē)CAD模型
如果掃描軟件支持掃描到CAD，您可以對(duì)3D模型進(jìn)行精準(zhǔn)定位，進(jìn)行CAD基元擬合。這些都是可以兼容CAD的幾何形狀，能匹配3D模型的測(cè)量值和幾何。提前對(duì)3D模型進(jìn)行基元擬合，CAD設(shè)計(jì)時(shí)就能差不多跳過(guò)這一步。
CAD設(shè)計(jì)
掃描處理完成后，可將3D模型導(dǎo)出到逆向工程CAD程序中，如Geomagic Design X或Geomagic for SOLIDWORKS。在這一階段，您將基于3D模型完成CAD模型的繪制。如果已經(jīng)完成了CAD基元擬合，可以直接將文件以CAD對(duì)象的形式導(dǎo)出至逆向工程軟件。
在Geomagic Design X軟件中為沃爾沃XC90逆向制作全新尾氣系統(tǒng)
在CAD系統(tǒng)中，您可以分析現(xiàn)有模型，并根據(jù)需求進(jìn)行定制，改動(dòng)幅度可大可小。比如檢測(cè)原物體中是否存在不對(duì)稱(chēng)、畸形或其他不易察覺(jué)的反常情況（之前或許還未發(fā)現(xiàn)?。?，然后修改CAD模型來(lái)解決這些問(wèn)題。當(dāng)然也可以新增功能，設(shè)計(jì)也能被放大或縮小，也能對(duì)形狀和體積進(jìn)行調(diào)整。
要點(diǎn)：
有了CAD軟件，您就可以按照想要的方式對(duì)物體3D模型進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)，還能在虛擬環(huán)境下測(cè)試全新設(shè)計(jì)，為投產(chǎn)制造做好必要準(zhǔn)備。
如需要，您也可以將CAD模型導(dǎo)入計(jì)算流體力學(xué)或有限元分析系統(tǒng)，在各種條件或壓力下測(cè)試模型，然后決定對(duì)實(shí)物設(shè)計(jì)或材料進(jìn)行何種改動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)好的性能，同時(shí)不超過(guò)既定公差范圍。
設(shè)計(jì)完成后，CAD模型已經(jīng)可以真正問(wèn)世了，您可以選擇各種制造技術(shù)。這些技術(shù)包括傳統(tǒng)鑄造和成型工藝、數(shù)控銑削和機(jī)械加工、增材制造，也就是3D打印或快速成型技術(shù)。
逆向工程的合法問(wèn)題
毫無(wú)疑問(wèn)，專(zhuān)業(yè)三維掃描儀能簡(jiǎn)化復(fù)雜物體的逆向工程，但仍有幾點(diǎn)建議需引起注意。首先，如果逆向制作的產(chǎn)品有商標(biāo)或?qū)＠?，即便使用了不同的?fù)合材料、金屬或增材制造工藝，您也不能復(fù)制并銷(xiāo)售相同的零件或物體。當(dāng)然，操作層面上來(lái)說(shuō)，完全不成問(wèn)題，但要做好準(zhǔn)備，您會(huì)收到制造商律師團(tuán)隊(duì)多次來(lái)電。
要點(diǎn)：
進(jìn)行逆向工程項(xiàng)目之前，為了自己（和公司）的權(quán)益，建議仔細(xì)分析項(xiàng)目可能帶來(lái)的法律后果。
現(xiàn)代知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）法涉及設(shè)計(jì)專(zhuān)利、商業(yè)機(jī)密、版權(quán)、商標(biāo)等方面。對(duì)一個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行逆向工程，或借助三維掃描儀進(jìn)行，本身并不違反這些法律。但是，之后對(duì)設(shè)計(jì)如何處理，則可能觸犯法律。專(zhuān)家一致認(rèn)為，若想遠(yuǎn)離糾紛，那么最好能對(duì)原始設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，而且修改幅度越大越好，特別是在打算將設(shè)計(jì)用于商業(yè)目的而非個(gè)人用途的情況下。
在實(shí)際逆向工程中，我們可以輕松制作出多個(gè)原型設(shè)計(jì)，然后評(píng)估下一步計(jì)劃。為安全起見(jiàn)，請(qǐng)確保您修改后的設(shè)計(jì)完全不在原始制造商（OEM）的知識(shí)產(chǎn)權(quán)范圍內(nèi)，且毫無(wú)爭(zhēng)議。優(yōu)秀的三維掃描和CAD解決方案擁有大量不同功能，您完全可以辦到。
Tekk Consulting 使用Artec Eva為Brad DeBerti的《The Performance Truck》節(jié)目制作的數(shù)字渲染
總之，進(jìn)行逆向工程項(xiàng)目之前，為了自己（和公司）的權(quán)益，建議仔細(xì)分析項(xiàng)目可能帶來(lái)的法律后果。這樣，您就能巧妙地制定一個(gè)計(jì)劃，對(duì)某個(gè)或多個(gè)部件、機(jī)械設(shè)備進(jìn)行逆向工程，然后高效合法地將CAD數(shù)據(jù)用于項(xiàng)目實(shí)施。
結(jié)論
隨著時(shí)間的推移，越來(lái)越多的公司和組織開(kāi)始采用三維掃描儀來(lái)滿(mǎn)足逆向工程需求。雖然有多款替代工具，但三維掃描已被證明是集準(zhǔn)確、快速、方便和經(jīng)濟(jì)于一身的明智之選。
要逆向制作停產(chǎn)斷貨的小型部件，還要求精度高達(dá)1毫米，或者逆向制作真實(shí)大小的汽車(chē)、休閑車(chē)，甚至是整個(gè)飛機(jī)庫(kù)？總有一款不超預(yù)算的三維掃描儀能幫您快速輕松地完成任務(wù)。
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