Applications industrielles les plus courantes de l'ingénierie inverse

Es bien sabido que, en ingeniería mecánica, el término ingeniería inversa, que comúnmente es abreviado como RE, se utiliza para resumir el proceso de reconstrucción de un objeto existente. Al diseñar un objeto desde cero, un ingeniero elaborará una especificación de diseño y producirá dibujos a partir de los cuales se construye el artículo, la obra, el producto o la edificación.

Por el contrario, con la ingeniería inversa, el ingeniero de diseño comienza con el producto final y trabaja a través del proceso de diseño en la dirección opuesta para llegar a la especificación de diseño del producto. Durante el proceso, se descubre información vital sobre el concepto de diseño y los métodos de fabricación.

El proceso de ingeniería inversa comienza obteniendo información dimensional del objeto a través del escaneo 3D, ya sea un componente mecánico, un producto de consumo o un artefacto antiguo. La ingeniería inversa implica la adquisición de datos posicionales tridimensionales en la nube de puntos.

Hay muchas formas de recopilar información dimensional valiosa sobre el producto, pero es fundamental utilizar un sistema de medición 3D preciso. La precisión de los datos capturados afectará la calidad y la desviación del modelo de ingeniería inversa en comparación con el original.

Pero, ¿Cuáles son las aplicaciones industriales más comunes de la ingeniería inversa?

La ingeniería inversa permite la duplicación de una pieza existente al capturar las dimensiones físicas, características y propiedades del material del componente. Hay una amplia gama de razones para realizar ingeniería inversa de un objeto, que incluyen:

• Componentes heredados: Para muchos componentes que se diseñaron y fabricaron hace años, no existen dibujos 2D o datos CAD 3D a partir de los cuales reproducir el objeto. Aquí, la ingeniería inversa es un medio vital para obtener la información necesaria para recrear el producto.
• Problemas con el fabricante de equipos originales (OEM): Si el OEM ya no opera o ha perdido las medidas de diseño, entonces un proveedor de servicios de ingeniería, a través de la ingeniería inversa, proporcionará la información vital del producto para continuar con la fabricación de ese objeto.
• Desarrollo de diseño, pruebas y análisis de piezas: A través de la ingeniería inversa, un producto 3D se puede capturar rápidamente en forma digital y remodelar o analizar para lograr iteraciones de diseño mejoradas.
• Análisis de la competencia: Cualquier organización puede analizar los productos de la competencia mediante ingeniería inversa.
• Objetos antiguos y a medida: Cuando no hay información sobre las dimensiones de un objeto, excepto el elemento físico en sí, la forma más rápida y confiable de reproducirlo será mediante ingeniería inversa. Cuando un producto tiene forma orgánica (no una geometría estándar como cuboide o cilíndrico), el diseño en CAD puede ser un desafío, ya que puede ser difícil garantizar que el modelo CAD se acerque aceptablemente al modelo esculpido. La ingeniería inversa evita este problema ya que el modelo físico es la fuente de información para el modelo CAD.
• Fabricación moderna: Métodos como la fabricación aditiva se basan en la ingeniería inversa.
• Archivo digital: Las piezas del museo y los artefactos históricos se pueden capturar mediante escaneo 3D, luego se pueden realizar ingeniería inversa y los datos CAD resultantes se pueden guardar en caso de cualquier daño futuro al objeto o cualquier necesidad de reproducir partes del artículo o la estructura.

La ingeniería inversa es una forma rentable y en el tiempo de producir modelos y gemelos digitales

El proceso de ingeniería inversa es particularmente rentable si los elementos a realizar ingeniería inversa representan una inversión financiera significativa o se reproducirán en grandes cantidades. Otra ventaja que presenta la ingeniería inversa es la compresión del ciclo de desarrollo del producto. En un mercado global altamente competitivo, los fabricantes se esfuerzan constantemente por acortar los plazos de entrega para llevar un nuevo producto al mercado.

¿De qué forma se capturan los datos para la ingeniería inversa? 

Representar la geometría de la pieza en términos de puntos de superficie es el primer paso para crear superficies paramétricas o de forma libre. Se crea una malla poligonal densa y de alta precisión a partir de la nube de puntos utilizando el software de medición nativo o un software de ingeniería inversa dedicado.

El beneficio adicional de un sistema de fotogrametría proporciona una certeza aún mayor de los datos capturados para objetos más grandes, como aviones o barcos completos. La fotogrametría es un sistema de metrología separado diseñado para capturar puntos de referencia usando múltiples imágenes digitales, usando una cámara DSLR verificada.

El sistema de escaneo 3D puede utilizar estos puntos de referencia para ampliar el área de escaneo potencial, lo que significa que es posible capturar elementos más grandes, que luego pueden someterse a ingeniería inversa.

Proceso de ingeniería inversa

Dependiendo de la aplicación posterior del modelo CAD, se pueden crear diferentes tipos de superficies. Por ejemplo, esto podría abarcar desde la producción de un modelo CAD completamente paramétrico que se puede modificar fácilmente, lo que probablemente sea necesario al realizar un rediseño u optimización. En comparación con el lugar en el cual se va a refabricar o analizar la pieza, cuando se podría emplear una representación limpia.

Mediante el uso de software de inspección, se realiza el análisis del modelo CAD y se informa al cliente. Esto destaca las desviaciones máximas entre los datos escaneados y el modelo CAD y documenta que se han cumplido los requisitos de la especificación.

Mediante el uso de varios software de CAD e ingeniería inversa, es posible crear datos precisos para la fabricación, analizar cómo funcionará y mejorar los diseños existentes. CAD se utiliza para crear representaciones gráficas bidimensionales o tridimensionales (2D o 3D) de objetos físicos.

En el diseño industrial y de productos, el CAD se utiliza principalmente para la creación de modelos detallados de superficies o sólidos en 3D, o dibujos de componentes físicos basados en vectores 2D. Sin embargo, el CAD también se utiliza en todo el proceso de ingeniería, desde el diseño conceptual y la disposición de los productos, pasando por el análisis dinámico y de resistencia de los ensamblajes, hasta la definición de los métodos de fabricación. Esto permite que un ingeniero analice las variantes de diseño para encontrar el diseño óptimo para la fabricación y, al mismo tiempo, minimizar el uso de prototipos físicos.

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