0 引言
隨著逆向工程技術的不斷發展,逆向工程已經成為聯系新產品開發過程中各種先進技術的紐帶,被廣泛應用于家用電器、汽車、摩托車、飛機、模具等產品的改型與創新設計,成為消化、吸收先進技術,實現新產品快速開發的重要技術手段。特別是隨著現代計算機技術及測試技術的發展,利用CAD/CAM技術、先進制造技術來實現產品實物的逆向工程,已經不局限于產品的仿制,已拓展到醫學界人體的骨頭、關節等復制,藝術界、考古界藝術品、考古文物的復制,并且該技術已與計算機輔助集成技術、虛擬現實技術、神經網絡、人工智能、知識工程等現代現代設計、制造與控制技術溶于一體,形成當今的前沿科技。
1 逆向工程的應用范圍
1.1 新零件的設計
在工業領域中,有些復雜產品或零件很難用一個確定的設計概念來表達,或為r與客戶交流,以獲得優化的設計,設計者常常通過創建基于功能和分析需要的一個物理模型,來進行復雜或重要零部件的設計,然后用逆向工程方法從物理模型構造出CAD模型,在該模型的基礎卜可以作進一步的修改,實現產品的改型或仿型設計。
1.2 已有零件的復制
在缺乏二維設計圖樣或者原始設計參數情況下,需要將實物零件轉化為產品數字化模型,從而通過逆向工程方法對零件進行復制,以再現原產品或零件的設計意圖。并可利用現有的計算機輔助分析(CAEl、計算機輔助制造(CAM)等先進技術,進行產品創新設計。
1.3 損壞或磨損零件的還原
當零件損壞或磨損時,可以直接采用逆向工程方法重構該零件CAD模型,對損壞的零件表面進行還原或修補。從而可以快速生產這些零部件的替代零件,從而提高設備的利用率并延長其使用壽命。
1.4 模型精度的提高
設計者基于功能和美學的需要對產品進行概念化沒計,然后使用一些軟材料,例如木材、石膏等將設計模型制作成實物模型,在這個過程中,由于對初始模型改動得非常大,沒有必要花大量的時間使物理模型的精度非常高,可以采用逆向工程的方法進行模型制作、修改和精練,提高模型的精度,直到滿足各種要求。
1,5 數字化模型的檢測
對加工后的零件進行掃描測量,再利用逆向工程方法構造出CAD模型,通過將該模型與原始設計的CAD模型在計算機上進行數據比較,可以檢測制造誤差,提高檢測精度。
1.6 特殊領域產品的復制
如藝術品、考古文物的復制,醫學領域中人體骨骼、關節等的復制,具有個人特征的太空服、頭盔、假肢的制造時需要首先建立人體的幾何模型,這些情況下都必須從實物模型出發得到產品數字化模型。
2 逆向工程是實現創新設計的重要途徑
在經濟全球化的壓力下,國家、企業面臨的競爭日趨激烈,市場競爭機制已滲透到各個領域,隨著科學技術的高度發展,科技成果的應用已成為推動生產力發展和社會進步的重要手段。如何更快、更好地發展科技和經濟,世界各國都在研究對策,充分利用別國的科技成就加以消化吸收與創新,進而發展自己的技術已成為普遍的手段。
由于技術保密,除非購買轉讓,否則要獲得產品的圖樣、技術文檔、工藝等技術資料幾乎是不可能實現的,而產品實物作為商品和最終的消費品,是最容易獲得的一類“研究”對象。在只有產品原型或實物模型條件下,可以基于產品實物逆向工程對產品零件進行生產制造,除實現對原型的仿制外,通過重構產品零件的CAD模型,在探詢和了解原設計技術的基礎上,實現對原型的修改和再設計,以達到設計創新、產品更新之目的。對于其他具有復雜曲面外形的零部件,逆向工程更成為其主要的設計方式。
事實證明,技術引進是吸收國外先進技術,促進民族經濟高速度增長的戰略措施,戰后日本通過仿制美國及歐洲的產品,在采取各種手段獲取先進的技術和引進技術的消化和吸收的基礎上,建立了自己的產品創新設計體系,使經濟迅速崛起,成為僅次于美國的制造大國。據有關統計資料表明,各國百分之七十以上的技術都是來自外國,要掌握這些技術,正常的途徑都是通過逆向工程。實際上任何產品問世,不管是創新、改進還是仿制,都蘊涵著對已有科學、技術的繼承、應用和借鑒。
3 結束語
目前,我國企業對于技術引進基礎上的逆向工程重視還不夠,多數企業把技術設備的引進僅僅看作是提高產品技術含量或者增加產品種類的方式,而沒有考慮到技術引進與逆向工程的結合對企業技術水平的提升,沒有從更高的戰略角度來考慮技術引進問題。
逆向工程是制造業實現快速產品創新設計的重要途徑,實物原型的再現僅僅是逆向工程的初步階段,在此基礎上進行的基干原型的再設計、再分析、再提高,從而實現重大改型的創新設計,才是逆向工程的真正價值和意義所在。
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