Aplicações industriais mais comuns da engenharia inversa

É sabido que, em engenharia mecânica, o termo engenharia inversa, normalmente abreviado como ER, é utilizado para resumir o processo de reconstrução de um objeto existente. Ao conceber um objeto de raiz, um engenheiro elabora uma especificação de projeto e produz desenhos a partir dos quais o artigo, obra, produto ou edifício é construído.

Em contrapartida, na engenharia inversa, o engenheiro de conceção começa com o produto final e trabalha no processo de conceção na direção oposta para chegar à especificação da conceção do produto. Durante o processo, são descobertas informações vitais sobre o conceito de design e os métodos de fabrico.

O processo de engenharia inversa começa com a obtenção de informações dimensionais do objeto através da digitalização 3D, quer se trate de um componente mecânico, de um produto de consumo ou de um artefacto antigo. A engenharia inversa envolve a aquisição de dados posicionais tridimensionais na nuvem de pontos.

Existem muitas formas de recolher informações dimensionais valiosas sobre o produto, mas é fundamental utilizar um sistema de medição 3D preciso. A precisão dos dados recolhidos afectará a qualidade e o desvio do modelo de engenharia inversa em relação ao original.

Mas quais são as aplicações industriais mais comuns da engenharia inversa?

A engenharia inversa permite a duplicação de uma peça existente, capturando as dimensões físicas, as características e as propriedades materiais do componente. Há uma grande variedade de razões para fazer engenharia inversa de um objeto, incluindo

• Componentes herdados: Para muitos componentes que foram concebidos e fabricados há anos, não existem desenhos 2D ou dados CAD 3D a partir dos quais se possa reproduzir o objeto. Neste caso, a engenharia inversa é um meio vital para obter as informações necessárias para recriar o produto.
• Problemas com o fabricante do equipamento original (OEM): Se o OEM já não opera ou perdeu as medidas de design, então um fornecedor de serviços de engenharia, através da engenharia inversa, fornecerá as informações vitais do produto para continuar a fabricar esse objeto.
• Desenvolvimento de projectos, ensaios e análise de peças: Através da engenharia inversa, um produto 3D pode ser rapidamente capturado em formato digital e remodelado ou analisado para iterações de design melhoradas.
• Análise da concorrência: Qualquer organização pode efetuar engenharia inversa dos produtos da concorrência.
• Objectos antigos e feitos por medida: Quando não existe informação sobre as dimensões de um objeto, exceto o próprio elemento físico, a forma mais rápida e fiável de o reproduzir é através da engenharia inversa. Quando um produto tem uma forma orgânica (não é uma geometria padrão, como um cuboide ou um cilindro), o design CAD pode ser um desafio, pois pode ser difícil garantir que o modelo CAD seja aceitavelmente próximo do modelo esculpido. A engenharia inversa evita este problema, uma vez que o modelo físico é a fonte de informação para o modelo CAD.
• Fabrico moderno: Métodos como o fabrico aditivo baseiam-se na engenharia inversa.
• Arquivo digital: As peças de museu e os artefactos históricos podem ser capturados por digitalização em 3D, depois submetidos a engenharia inversa e os dados CAD resultantes podem ser guardados em caso de danos futuros no objeto ou de necessidade de reproduzir partes do item ou da estrutura.

A engenharia inversa é uma forma económica e eficiente em termos de tempo de produzir modelos digitais e botões de punho.

O processo de engenharia inversa é particularmente eficaz em termos de custos se os artigos a serem objeto de engenharia inversa representarem um investimento financeiro significativo ou forem reproduzidos em grandes quantidades. Outra vantagem da engenharia inversa é a compressão do ciclo de desenvolvimento do produto. Num mercado global altamente competitivo, os fabricantes esforçam-se constantemente por encurtar os prazos de lançamento de um novo produto no mercado.

Como é que os dados são capturados para a engenharia inversa? 

A representação da geometria da peça em termos de pontos de superfície é o primeiro passo na criação de superfícies paramétricas ou de forma livre. Uma malha poligonal densa e de alta precisão é criada a partir da nuvem de pontos utilizando software de medição nativo ou software de engenharia inversa dedicado.

A vantagem adicional de um sistema de fotogrametria proporciona uma certeza ainda maior dos dados capturados para objectos maiores, como aeronaves ou navios inteiros. A fotogrametria é um sistema de metrologia separado, concebido para captar pontos de referência através de múltiplas imagens digitais, utilizando uma câmara DSLR verificada.

O sistema de digitalização 3D pode utilizar estes pontos de referência para aumentar a área potencial de digitalização, o que significa que é possível captar elementos maiores, que podem depois ser objeto de engenharia inversa.

Processo de engenharia inversa

Dependendo da aplicação subsequente do modelo CAD, podem ser criados diferentes tipos de superfícies. Por exemplo, isto pode ir desde a produção de um modelo CAD totalmente paramétrico que pode ser facilmente modificado, o que é provavelmente necessário quando se realiza um novo design ou uma otimização. Em comparação com os casos em que a peça se destina a ser refabricada ou analisada, em que pode ser utilizada uma representação limpa.

Utilizando um software de inspeção, o modelo CAD é analisado e comunicado ao cliente. Isto destaca os desvios máximos entre os dados digitalizados e o modelo CAD e documenta que os requisitos de especificação foram cumpridos.

Ao utilizar vários softwares de CAD e de engenharia inversa, é possível criar dados precisos para o fabrico, analisar o seu funcionamento e melhorar os projectos existentes. O CAD é utilizado para criar representações gráficas bidimensionais ou tridimensionais (2D ou 3D) de objectos físicos.

Na conceção industrial e de produtos, o CAD é utilizado principalmente para a criação de modelos 3D detalhados de superfícies ou sólidos, ou desenhos 2D baseados em vectores de componentes físicos. No entanto, o CAD também é utilizado em todo o processo de engenharia, desde o desenho concetual e a disposição dos produtos, passando pela análise dinâmica e de resistência dos conjuntos, até à definição dos métodos de fabrico. Isto permite a um engenheiro analisar as variantes de design para encontrar o design ótimo para o fabrico, minimizando a utilização de protótipos físicos.

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