除了CAD软件，高效产品开发创新也需要逆向工程软件

发布时间：2023/08/15
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【概要描述】 Guy Buttle, Geomagic产品市场经理

无论是艺术、工程还是科学，我们倾向于认为原创性是最重要和创新工作的基础。仔细观察，我们会发现每一个伟大的设计都受到另一个设计的启发。逆向工程是这种做法的一个典型例子。

该过程涉及使用现有产品开发和制造新产品。每次你拿一个物理零件并用它来通知新产品的数字设计过程时，你就是在进行逆向工程。在制造业中，这种情况在每个产品生命周期中都会多次发生。

逆向工程与工程本身一样古老，但所涉及的一些工具比其他工具更现代，而且事实证明它们对产品开发具有巨大的价值。

使用传统工具和 CAD 软件进行逆向工程所涉及的困难让许多制造商望而却步。然而，今天用于逆向工程的专用软件使该过程比以前更加简化和易于访问。

这些软件开发与三维扫描技术的进步相结合，将逆向工程提升到了一个新的水平，它是如此快速、准确和有效，以至于它现在已成为产品设计不可或缺的一部分。

在本文中，我们深入探讨了在产品开发中使用逆向工程的最常见挑战，以及正确的软件如何消除这些挑战。让我们首先检查制造的哪些阶段受益于逆向工程。

逆向工程如何帮助产品开发？

逆向工程可以成为产品生命周期各个阶段的宝贵工具。

在开发新产品的概念时，制造商可以对现有产品进行逆向工程以获得作为起点的设计。在设计阶段，逆向工程可以帮助制造商确保新设计能够与现有产品正确连接。

在制造业中，逆向工程被用于加速工具开发，并为现有机制和工具数字档案创建替换零件。

这种做法甚至允许制造商通过在 CAD 文件中记录现有的制造零件来利用锁定在物理零件中的知识产权。

三维扫描仪与正确的逆向工程软件相结合可以帮助我们复制磨损的零件

使用逆向工程进行产品开发的常见挑战

采用逆向工程的理由很明确，但实施它可能会很痛苦。设计师和工程师因一系列使过程过于复杂的挑战而不敢使用它。

以下是在没有正确软件的情况下尝试对产品进行逆向工程时可能遇到的一些常见问题。

缺少CAD文件

逆向工程过程从调查现有零件开始。但是，其中绝大多数没有现有的 CAD 文件可用作逆向工程的基础。

如果确实存在几何数据，它通常只是 2D 图纸或过时的 3D 文件，不能反映制造时的产品。

因此，设计人员必须投入大量时间和精力从头开始重新创建设计。

现代逆向工程方法使他们能够为现有产品重新创建 CAD 文件，所用时间仅为从头开始设计所需时间的一小部分。

最常见的方法是使用三维扫描仪生成现有零件的点云数据。获取点云或网格数据后，设计师或工程师将使用定制工程软件根据扫描数据创建最终确定的网格、曲面或参数化 CAD 模型。

该模型已准备好进行编辑以满足新的生产需求或直接发送至 3D 打印。

过时的、特别的逆向工程技术

也许您还没有这样想过，但即使使用基本的手动工具（千分尺、卡尺和直尺）测量现有产品来为您的新产品设计提供信息也是一种逆向工程。然而，使用这些工具的过程将是缓慢、乏味、容易出错的，并且难以验证准确性。

或者，您可以使用坐标测量机 (CMM) 或便携式测量臂进行更精确的测量。然而，使用它们往往很耗时，因为它们只提供几个维度，不能捕获完整的形状以供无限存储和参考，并且可能会遗漏重要的细节。

使用三维扫描仪，您可以快速获取完整的数据——其速度和分辨率是更简单的测量工具所无法企及的。例如，三维扫描至少比探测快 2,500 倍。

无法提取设计意图

制造一个零件和制造一个好的、可用的零件可能是截然不同的事情。

重新设计现有零件时，您需要一些工具，使您能够在重新设计过程中做出与原始设计者相同或相似的设计意图决策。仅仅捕捉它的形状或组件并没有真正的帮助。

每个机械零件都包含设计意图，例如轮子或齿轮的旋转轴、特征的特定尺寸，或者一系列孔应具有相同半径和深度的约束条件。

在三维扫描到 CAD 的转换过程中提取设计意图使您能够编辑该数据，并将其直接用于新的设计和制造。

准确、可用的部件可以为下游带来更多价值。出于这个原因，大多数基于扫描的逆向工程都侧重于创建具有基于历史的特征树和可编辑尺寸和约束的 CAD 模型，您可以将其传输到主流 CAD 应用程序。

软件不足

即使您拥有高质量的三维扫描仪，并且已经使用可导入网格文件的 CAD 软件进行设计，您可能会发现创建 3D 模型太费时了。

有几个原因。大多数 CAD 软件甚至无法处理中等大小的测量数据集的三维扫描，因此速度慢且麻烦。即使使用可选的逆向工程模块，CAD 程序也可能无法有效地用于现实世界的逆向工程任务。

对于质量和准确性至关重要的真正工程挑战，您需要专用的、基于扫描的软件。

现代逆向工程方法如何消除产品开发的障碍

幸运的是，有更好的方法。用于基于三维扫描的设计的专用逆向工程软件正在消除其中的许多问题，并使在产品开发中采用逆向工程变得容易。

现代逆向工程方法结合了三维扫描仪和专业软件，可以准确捕获几乎任何您可以扫描的物体的完整几何形状，并生成满足特定工程和可制造性要求的可编辑 3D CAD 模型。

此外，这个过程比以往任何时候都更快、更便宜、更容易。

以下是专用逆向工程软件提供的一些优势。

自动化草图绘制精度更高

对于许多 CAD 程序，您通常必须手动选择点来形成草图，或者依靠视觉近似来猜测草图应该去哪里。专用的逆向工程软件允许您自动将草图线、圆弧和曲线更准确地拟合到扫描的零件上。

履带式系统最常用于较大的工作体积，高达几立方米，而基于臂的系统用于测量小于一立方米的较小体积。

通过自动特征创建加快建模

CAD 模型具有成百上千个描述零件各个方面的特征。在为每个特征建模时仅节省一分钟，加起来就可能节省数百或数千分钟。
基于扫描的逆向工程软件附带可自动执行常见特征建模操作的工具，例如 2D 和 3D 草图、旋转、拉伸、圆角、抽壳/加厚和管道。

更轻松地捕捉复杂、自由形式的几何图形

某些零件区域（例如粗糙的、未加工的铸件部分）不需要提取设计意图。在这种情况下，您应该能够自动捕获竣工的 NURBS 几何体，以将自动曲面与实体建模特征无缝融合。

原生可编辑 CAD 文件的无缝数据交换

在独立软件中创建的 CAD 模型有时与其他 CAD 程序存在兼容性问题。在理想情况下，我们会直接连接到其他 CAD 软件，自动传输每个特征，并获得具有完整建模历史的参数化模型。您可以——使用正确的软件。

通过实时分析简化准确性检查

对于主流的 CAD 程序，您通常必须停止建模并将 CAD 文件导出到另一个应用程序以检查偏差。实时反馈是在逆向工程过程的每个步骤中动态分析 CAD 模型准确性的唯一方法。

在产品开发中采用逆向工程的后续步骤

大多数制造商每天都在进行逆向工程，他们测量物理零件并使用这些尺寸来告知产品设计的多个方面。但是专用的逆向工程软件可以减少传统方法中不可或缺的低效率。

源文摘自：Oqton

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除了CAD软件，高效产品开发创新也需要逆向工程软件

分类：教育训练
发布时间：2023-08-15 14:38
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Guy Buttle, Geomagic产品市场经理

无论是艺术、工程还是科学，我们倾向于认为原创性是最重要和创新工作的基础。仔细观察，我们会发现每一个伟大的设计都受到另一个设计的启发。逆向工程是这种做法的一个典型例子。

该过程涉及使用现有产品开发和制造新产品。每次你拿一个物理零件并用它来通知新产品的数字设计过程时，你就是在进行逆向工程。在制造业中，这种情况在每个产品生命周期中都会多次发生。

逆向工程与工程本身一样古老，但所涉及的一些工具比其他工具更现代，而且事实证明它们对产品开发具有巨大的价值。

使用传统工具和 CAD 软件进行逆向工程所涉及的困难让许多制造商望而却步。然而，今天用于逆向工程的专用软件使该过程比以前更加简化和易于访问。

这些软件开发与三维扫描技术的进步相结合，将逆向工程提升到了一个新的水平，它是如此快速、准确和有效，以至于它现在已成为产品设计不可或缺的一部分。

在本文中，我们深入探讨了在产品开发中使用逆向工程的最常见挑战，以及正确的软件如何消除这些挑战。让我们首先检查制造的哪些阶段受益于逆向工程。

逆向工程如何帮助产品开发？

逆向工程可以成为产品生命周期各个阶段的宝贵工具。

在开发新产品的概念时，制造商可以对现有产品进行逆向工程以获得作为起点的设计。在设计阶段，逆向工程可以帮助制造商确保新设计能够与现有产品正确连接。

在制造业中，逆向工程被用于加速工具开发，并为现有机制和工具数字档案创建替换零件。

这种做法甚至允许制造商通过在 CAD 文件中记录现有的制造零件来利用锁定在物理零件中的知识产权。

三维扫描仪与正确的逆向工程软件相结合可以帮助我们复制磨损的零件

使用逆向工程进行产品开发的常见挑战

采用逆向工程的理由很明确，但实施它可能会很痛苦。设计师和工程师因一系列使过程过于复杂的挑战而不敢使用它。

以下是在没有正确软件的情况下尝试对产品进行逆向工程时可能遇到的一些常见问题。

缺少CAD文件

逆向工程过程从调查现有零件开始。但是，其中绝大多数没有现有的 CAD 文件可用作逆向工程的基础。

如果确实存在几何数据，它通常只是 2D 图纸或过时的 3D 文件，不能反映制造时的产品。

因此，设计人员必须投入大量时间和精力从头开始重新创建设计。

现代逆向工程方法使他们能够为现有产品重新创建 CAD 文件，所用时间仅为从头开始设计所需时间的一小部分。

最常见的方法是使用三维扫描仪生成现有零件的点云数据。获取点云或网格数据后，设计师或工程师将使用定制工程软件根据扫描数据创建最终确定的网格、曲面或参数化 CAD 模型。

该模型已准备好进行编辑以满足新的生产需求或直接发送至 3D 打印。

过时的、特别的逆向工程技术

也许您还没有这样想过，但即使使用基本的手动工具（千分尺、卡尺和直尺）测量现有产品来为您的新产品设计提供信息也是一种逆向工程。然而，使用这些工具的过程将是缓慢、乏味、容易出错的，并且难以验证准确性。

或者，您可以使用坐标测量机 (CMM) 或便携式测量臂进行更精确的测量。然而，使用它们往往很耗时，因为它们只提供几个维度，不能捕获完整的形状以供无限存储和参考，并且可能会遗漏重要的细节。

使用三维扫描仪，您可以快速获取完整的数据——其速度和分辨率是更简单的测量工具所无法企及的。例如，三维扫描至少比探测快 2,500 倍。

无法提取设计意图

制造一个零件和制造一个好的、可用的零件可能是截然不同的事情。

重新设计现有零件时，您需要一些工具，使您能够在重新设计过程中做出与原始设计者相同或相似的设计意图决策。仅仅捕捉它的形状或组件并没有真正的帮助。

每个机械零件都包含设计意图，例如轮子或齿轮的旋转轴、特征的特定尺寸，或者一系列孔应具有相同半径和深度的约束条件。

在三维扫描到CAD的转换过程中提取设计意图使您能够编辑该数据，并将其直接用于新的设计和制造。

准确、可用的部件可以为下游带来更多价值。出于这个原因，大多数基于扫描的逆向工程都侧重于创建具有基于历史的特征树和可编辑尺寸和约束的 CAD 模型，您可以将其传输到主流 CAD 应用程序。

软件不足

即使您拥有高质量的三维扫描仪，并且已经使用可导入网格文件的CAD软件进行设计，您可能会发现创建3D模型太费时了。

有几个原因。大多数CAD软件甚至无法处理中等大小的测量数据集的三维扫描，因此速度慢且麻烦。即使使用可选的逆向工程模块，CAD 程序也可能无法有效地用于现实世界的逆向工程任务。

对于质量和准确性至关重要的真正工程挑战，您需要专用的、基于扫描的软件。

现代逆向工程方法如何消除产品开发的障碍

幸运的是，有更好的方法。用于基于三维扫描的设计的专用逆向工程软件正在消除其中的许多问题，并使在产品开发中采用逆向工程变得容易。

现代逆向工程方法结合了三维扫描仪和专业软件，可以准确捕获几乎任何您可以扫描的物体的完整几何形状，并生成满足特定工程和可制造性要求的可编辑 3D CAD 模型。

此外，这个过程比以往任何时候都更快、更便宜、更容易。

以下是专用逆向工程软件提供的一些优势。

自动化草图绘制精度更高

对于许多 CAD 程序，您通常必须手动选择点来形成草图，或者依靠视觉近似来猜测草图应该去哪里。专用的逆向工程软件允许您自动将草图线、圆弧和曲线更准确地拟合到扫描的零件上。

履带式系统最常用于较大的工作体积，高达几立方米，而基于臂的系统用于测量小于一立方米的较小体积。

通过自动特征创建加快建模

CAD 模型具有成百上千个描述零件各个方面的特征。在为每个特征建模时仅节省一分钟，加起来就可能节省数百或数千分钟。
基于扫描的逆向工程软件附带可自动执行常见特征建模操作的工具，例如 2D 和 3D 草图、旋转、拉伸、圆角、抽壳/加厚和管道。

更轻松地捕捉复杂、自由形式的几何图形

某些零件区域（例如粗糙的、未加工的铸件部分）不需要提取设计意图。在这种情况下，您应该能够自动捕获竣工的 NURBS 几何体，以将自动曲面与实体建模特征无缝融合。

原生可编辑 CAD 文件的无缝数据交换

在独立软件中创建的 CAD 模型有时与其他 CAD 程序存在兼容性问题。在理想情况下，我们会直接连接到其他 CAD 软件，自动传输每个特征，并获得具有完整建模历史的参数化模型。您可以——使用正确的软件。

通过实时分析简化准确性检查

对于主流的 CAD 程序，您通常必须停止建模并将 CAD 文件导出到另一个应用程序以检查偏差。实时反馈是在逆向工程过程的每个步骤中动态分析 CAD 模型准确性的唯一方法。