{"id":6841,"date":"2024-12-31T14:34:17","date_gmt":"2024-12-31T06:34:17","guid":{"rendered":"https:\/\/rilong-mold.com\/?p=6841"},"modified":"2024-12-31T14:46:08","modified_gmt":"2024-12-31T06:46:08","slug":"reverse-engineering-parts-using-3d-scanners-and-software","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/rilong-mold.com\/de\/reverse-engineering-parts-using-3d-scanners-and-software\/","title":{"rendered":"Reverse Engineering von Teilen mit 3D-Scannern und Software"},"content":{"rendered":"

Das Nachbauen von Teilen oder Produkten ohne Schaltpl\u00e4ne oder digitale Designdateien war fr\u00fcher eine entmutigende Aufgabe. Vor der weit verbreiteten Anwendung von 3D-Scan-Technologien war Reverse Engineering mit dem manuellen Messen von Objekten verbunden, um Zeichnungen zu erstellen.<\/p>\n\n\n\n

Heute hat sich alles ver\u00e4ndert. Erschwingliche 3D-Scan-Technologien, benutzerfreundlichere Software und 3D-Drucker erm\u00f6glichen eine schnelle Produktion von Modellen, Prototypen und in vielen F\u00e4llen auch Endteilen.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Was ist Reverse Engineering?<\/h3>\n\n\n\n

Reverse Engineering bedeutet, ein Objekt zu zerlegen, um zu verstehen, wie es funktioniert. Praktisch gesehen umfasst Reverse Engineering das Messen eines physischen Objekts und dessen Rekonstruktion zu einem digitalen 3D-Modell, das anschlie\u00dfend 3D-gedruckt oder auf andere Weise hergestellt werden kann.<\/p>\n\n\n\n

In diesem Artikel f\u00fchren wir Sie Schritt f\u00fcr Schritt durch den Prozess, wie ein physisches Teil in ein finales digitales Modell umgewandelt wird, und zeigen die wichtigsten Schritte und Werkzeugoptionen des gesamten Prozesses auf.<\/p>\n\n\n\n

Doch zuerst werfen wir einen Blick auf die heutigen Anwendungen des Reverse Engineering.<\/p>\n\n\n\n

Anwendungen des Reverse Engineering<\/h3>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Die Nachfertigung von nicht mehr erh\u00e4ltlichen Ersatzteilen und Werkzeugen ist eine offensichtliche Anwendung des Reverse Engineering, aber seine Einsatzm\u00f6glichkeiten gehen weit dar\u00fcber hinaus.<\/p>\n\n\n\n

Verbesserung alter Teile und Produkte<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Viele Unternehmen verwenden immer noch Formen, die vor Jahrzehnten erstellt wurden, um Teile herzustellen, und die urspr\u00fcnglichen Designs und Designentscheidungen sind im Laufe der Zeit verloren gegangen. Mit digitalen Modellen k\u00f6nnen alte Teile verbessert werden, um sie st\u00e4rker oder leichter zu machen. Vielleicht wurde das urspr\u00fcngliche Design vor der Entwicklung komplexer Simulations- und generativer Konstruktionssoftware erstellt, die heute vorhanden ist, um virtuelle Belastungstests durchzuf\u00fchren und KI-gest\u00fctzte Verbesserungen vorzuschlagen.<\/p>\n\n\n\n

Nachr\u00fcstungsanpassungen<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Insbesondere in der Automobilindustrie ist das Anbieten von Produkten und Zubeh\u00f6r, die perfekt zu Ihrem neuen Auto passen, ein gro\u00dfes Gesch\u00e4ft. Daf\u00fcr ben\u00f6tigen Hersteller pr\u00e4zise Messungen, und 3D-Scanning ist die schnellste Methode. Diese Modelle werden m\u00f6glicherweise nicht immer hergestellt, aber 3D-gedruckte Prototypen f\u00fcr Pass- und Montagepr\u00fcfungen sind \u00fcblich.<\/p>\n\n\n\n

Digitalisierung handgefertigter Prototypen<\/strong><\/p>\n\n\n\n

K\u00fcnstler, Designer und Autohersteller formen Konzepte immer noch aus Ton, aber sobald der Stil genehmigt ist, ist es Zeit, diese Produkte in die Produktion zu bringen, beginnend mit einem digitalen Modell. Nach dem Scannen und Digitalisieren k\u00f6nnen diese Modelle weiterhin modifiziert und auf Belastungen getestet werden.<\/p>\n\n\n\n

Produktuntersuchung<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Unternehmen f\u00fchren oft Reverse Engineering an Produkten von Wettbewerbern durch, um deren Herstellungsprozesse zu verstehen, St\u00e4rken und Schw\u00e4chen zu entdecken und aus deren Innovationen zu lernen. Nat\u00fcrlich unterliegt die Nachfertigung von Produkten den Beschr\u00e4nkungen des Urheberrechts, des Markenrechts und des geistigen Eigentums. Reverse Engineering wird auch verwendet, um Vorf\u00e4lle (wie Autounf\u00e4lle) zu untersuchen, indem die besch\u00e4digten Fahrzeuge 3D-gescannt und die digitalen Modelle mit denen neuer Autos verglichen werden.<\/p>\n\n\n\n

Die drei Hauptschritte des Reverse Engineering<\/h3>\n\n\n\n

Der Prozess des Reverse Engineering folgt einem standardisierten Workflow, der je nach verwendeten Werkzeugen und gew\u00fcnschten Ergebnissen leicht variieren kann. Im Allgemeinen umfasst der Prozess folgende Schritte:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  1. Datenerfassung<\/strong>: Es gibt verschiedene Methoden zur Erfassung dimensionaler Daten. Die g\u00e4ngigste Methode ist heute das 3D-Scanning, das wir im Folgenden n\u00e4her erl\u00e4utern werden.<\/li>\n\n\n\n
  2. Datenverarbeitung<\/strong>: Die vom 3D-Scanner gewonnenen Daten werden zu einem digitalen Modell verarbeitet. Das rohe 3D-Modell erfordert in der Regel Nacharbeit, um Bereiche zu korrigieren und zu verfeinern, die der Scan m\u00f6glicherweise nicht vollst\u00e4ndig erfasst hat.<\/li>\n\n\n\n
  3. Modellkonstruktion<\/strong>: Die spezifischen Schritte in dieser Phase h\u00e4ngen vom Ziel des Reverse-Engineering-Prozesses ab. Wenn das Ziel nur die Duplikation ist, ist das Teil bereit f\u00fcr die Herstellung. Falls Reparaturen oder Erg\u00e4nzungen erforderlich sind, wird das digitale Modell in CAD-Software weiterbearbeitet.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Datenerfassung durch 3D-Scanning<\/h3>\n\n\n\n
    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Verschiedene 3D-Scanning-Technologien verwenden unterschiedliche Methoden zur Datenerfassung. Sie variieren in Gr\u00f6\u00dfe und Kosten, von Handger\u00e4ten bis hin zu gro\u00dfen festen Systemen. Jede Technologie hat ihre Vor- und Nachteile und sollte basierend auf der Gr\u00f6\u00dfe und dem Typ des zu scannenden Objekts ausgew\u00e4hlt werden.<\/p>\n\n\n\n

    Reverse Engineering verwendet typischerweise optisches 3D-Scanning (mithilfe von strukturiertem Licht oder Laserstrahlen). Diese Scanner nutzen Licht- und Sensortriangulation, um die Reflexionswinkel von Lasern zu erfassen. Mit der Entfernung zwischen Scanner und Objekt erfasst die Scanhardware die Oberfl\u00e4che des Objekts und zeichnet Punkte auf, um einen 3D-Scan zu erstellen. 3D-Scanner k\u00f6nnen pro Sekunde Millionen von Punkten auf einem Teil erfassen und erzeugen so gro\u00dfe Datenmengen.<\/p>\n\n\n\n

    Diese optischen 3D-Scanner sind f\u00fcr ihre Pr\u00e4zision bekannt und bieten Aufl\u00f6sungen im Bereich von wenigen Mikrometern. Allerdings ist ihr Messbereich m\u00f6glicherweise auf wenige Meter begrenzt.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Photogrammetrie ist eine weitere 3D-Scanning-Technologie, die Fotos aus verschiedenen Blickwinkeln zu einem dreidimensionalen Objekt zusammensetzt. Diese Technik st\u00fctzt sich stark auf Software, die Hunderte von Bildern verarbeitet, um ein 3D-Modell zu erstellen. Da Smartphones immer leistungsf\u00e4higer werden, wird die Photogrammetrie immer beliebter, da das Fotografieren und Verarbeiten direkt per Hand erfolgen kann.<\/p>\n\n\n\n

    Obwohl diese neue Technologie hervorragend zur Erstellung digitaler farbiger 3D-Modelle f\u00fcr die Online-Darstellung geeignet ist (z. B. Produktbilder), sind die mit Smartphone-Apps gewonnenen Daten oft unzureichend f\u00fcr echtes Reverse Engineering, da die Daten zu sp\u00e4rlich sein oder in CAD-Programmen weiterbearbeitet werden m\u00fcssen.<\/p>\n\n\n\n

    Datenverarbeitung im Reverse Engineering<\/h3>\n\n\n\n
    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Nachdem Sie den besten Scanner f\u00fcr Ihre Anwendung und Ihr Budget ausgew\u00e4hlt und Ihr Objekt gescannt haben, was kommt als n\u00e4chster Schritt?<\/p>\n\n\n\n

    Leider sammelt der 3D-Scanner nur Datenpunkte \u00fcber das physische Objekt; er erstellt kein digitales Modell, das direkt hergestellt werden kann. Es gibt ein h\u00e4ufiges Missverst\u00e4ndnis, dass optische 3D-Scanner ein digitales Modell ausgeben, aber zwischen den Scandaten und einem herstellbaren Modell liegt ein weiterer Software-Schritt.<\/p>\n\n\n\n

    Beliebte CAD-Programme (wie Autodesk Fusion 360 oder Dassault Syst\u00e8mes Solidworks) k\u00f6nnen Rohdaten von einem 3D-Scanner nicht direkt lesen \u2013 sie m\u00fcssen in Modelle umgewandelt werden, die diese CAD-Systeme erkennen und verarbeiten k\u00f6nnen. (Nat\u00fcrlich hat Solidworks eine Funktion namens ScanTo3D, aber diese ist auf die Verarbeitung von niedrig aufgel\u00f6sten 3D-Scandaten beschr\u00e4nkt und nicht f\u00fcr Reverse Engineering geeignet.) Lassen Sie uns das genauer betrachten.<\/p>\n\n\n\n

    Je mehr Punkte in der \"Punktwolke\" (den rohen Scandaten) vorhanden sind, desto genauer wird das Modell. Hochwertige Scandaten k\u00f6nnen viel Zeit im CAD-Schritt sparen. Niedrig aufgel\u00f6ste Daten liefern m\u00f6glicherweise nur eine grobe Kontur des Teils, sodass Sie das Teil im Wesentlichen von Grund auf neu erstellen m\u00fcssen. Andererseits ben\u00f6tigen einige Anwendungen m\u00f6glicherweise nicht alle diese Punkte.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Mike Spray, Inhaber des 3D-Scanning-Dienstleisters Laser Abilities in Pontiac, Michigan, sagt: \u201eSie k\u00f6nnen die Gr\u00f6\u00dfe der Punktwolke immer reduzieren, indem Sie den Punktabstand in der Scanner-Software verringern.\u201c<\/p>\n\n\n\n

    Er erkl\u00e4rt, dass die mit dem Scanner gelieferte Software der erste Schritt zur Bearbeitung der Daten ist. Sobald die Punktwolke reduziert ist, kann die Scansoftware die Punktwolke in ein Modell umwandeln, das auch als 3D-Mesh bezeichnet wird und aus Tausenden bis Millionen kleiner Dreiecke oder anderer Polygone besteht.<\/p>\n\n\n\n

    Die Software verwendet Algorithmen, um die Punktdaten zu \"interpretieren\", und f\u00fcllt in vielen F\u00e4llen L\u00fccken, in denen der Scanner nicht gen\u00fcgend Daten erfasst hat \u2013 beispielsweise, wenn die Oberfl\u00e4che zu gl\u00e4nzend ist und das Licht des Scanners st\u00f6rt. Hier zeigen Softwareanbieter die St\u00e4rke ihrer Attribut-Algorithmen und anderer \u201eintelligenter\u201c Funktionen, die entwickelt wurden, um Anomalien in den Punktwolkendaten zu beheben. Sehen Sie sich die Scandaten unten und das \u201ebereinigte\u201c Modell an, das mit der Artec Studio-Software des 3D-Scanner-Herstellers Artec 3D verarbeitet wurde.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Einige Hersteller von 3D-Scannern, wie Artec, Evixscan, Faro und Zeiss, haben fortschrittliche Software entwickelt, die ihre Hardware erg\u00e4nzt. Obwohl diese Software CAD-Programme nicht vollst\u00e4ndig ersetzen kann, hat sie bedeutende Fortschritte bei der Umwandlung von Scandaten in CAD-Modelle gemacht. Andere Scannerhersteller, wie Evatronix, \u00fcberlassen den Interpretationsschritt Drittanbieterprogrammen wie dem beliebten Geomagic. Wir werden all diese Programme im n\u00e4chsten Abschnitt behandeln.<\/p>\n\n\n\n

    Spray f\u00fcgt hinzu: \u201eMit einem vollst\u00e4ndigen oder \u201adichten\u2018 Netz k\u00f6nnen Sie in verschiedene Richtungen arbeiten. Das Netz kann direkt als STL-Datei in die Slicing-Software des 3D-Druckers exportiert werden. Das Netz hat keine tats\u00e4chliche Dicke, kann aber im Slicer angewendet werden.\u201c Von hier aus m\u00fcssen Sie nur noch auf \u201eDrucken\u201c klicken, um eine physische Replik des Objekts zu erstellen.<\/p>\n\n\n\n

    Dieser Prozess von Netz zu Slicing wird verwendet, um eine exakte physische Kopie des Objekts zu erstellen. Zum Beispiel k\u00f6nnen Sie mit dieser Methode ein Produkt drucken, das als Modell verwendet wird, um seine Passform mit einer anderen Komponente zu testen.<\/p>\n\n\n\n

    F\u00fcr die meisten Reverse-Engineering-Projekte sind jedoch weitere Schritte erforderlich, da das gescannte Produkt vor der Herstellung m\u00f6glicherweise repariert oder modifiziert werden muss. Abh\u00e4ngig von der Glattheit der Datenerfassung oder der Genauigkeit des Scanners ben\u00f6tigt das Modell m\u00f6glicherweise Korrekturen, Reinigung, Verfeinerung oder sogar feine Oberfl\u00e4chenanpassungen.<\/p>\n\n\n\n

    Zum Beispiel erfordert die Herstellung eines Werkzeugs Modifikationen, die auf der Herstellungsmethode basieren. Spray erkl\u00e4rt: \u201eWenn Sie Gie\u00dfen oder Spritzgie\u00dfen machen, m\u00fcssen Sie Entformungsschr\u00e4gen hinzuf\u00fcgen, damit das Teil aus der Form entnommen werden kann. M\u00f6glicherweise m\u00f6chten Sie eine Entformungsschr\u00e4ge von drei bis f\u00fcnf Grad hinzuf\u00fcgen. Ihre Scandaten enthalten das nicht.\u201c Ebenso erfordern einige Metall-3D-Druckmethoden, dass Sie Schrumpfungen w\u00e4hrend des Herstellungsprozesses ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n\n\n\n

    Das Abstimmen der Reverse-Engineering-Ziele mit der Software ist nicht immer einfach. Oft reicht die mit dem Scanner gelieferte Software aus. Manchmal k\u00f6nnen spezialisierte Programme, die f\u00fcr die Bearbeitung von Scandaten zwischen Scanner und CAD-Programmen entwickelt wurden, viel Zeit im CAD-Prozess sparen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Recreating parts or products without schematic diagrams or digital design files used to be daunting. Before the widespread application of 3D scanning technology, reverse engineering involved manually measuring objects to create drawings. Today, everything has changed. Affordable 3D scanning technologies, more user-friendly software, and 3D printers enable rapid production of models, prototypes, and in many […]<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":6844,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_gspb_post_css":"","kk_blocks_editor_width":"","_kiokenblocks_attr":"","_kiokenblocks_dimensions":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[],"class_list":["post-6841","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-advanced-technology"],"blocksy_meta":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/rilong-mold.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6841","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/rilong-mold.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/rilong-mold.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/rilong-mold.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/5"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/rilong-mold.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=6841"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/rilong-mold.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6841\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/rilong-mold.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/6844"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/rilong-mold.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=6841"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/rilong-mold.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=6841"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/rilong-mold.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=6841"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}