مهندسی معکوس قطعات صنعتی (Reverse Engineering)

مهندسی معکوس قطعات صنعتی | روش مهندسی معکوس | مهندسی معکوس در صنعت | مهندسی معکوس

در صنعت و سیستم های تولید امروزی مهم است که بطور مرتب خدمات مکانیک یا اندازه گیری ابعادی در سیستم انجام شود تا در صورت بروز خسارات، برای جبران آن ها در کوتاه نرین زمان، اقدامات اصلاحی لازم انجام شوند. در این صورت از بروز ضررهای سنگین مالی و توقف بلند مدت ماشین آلات و تجهیزات صنعتی خطوط تولید جلوگیری خواهد شد. در صورت خرابی دستگاه ها یا قطعات آنها لازم است آنها را هر چه سریعتر با قطعات جایگزین تعویض نمایید تا توقفات به حداقل برسند. مهندسی معکوس قطعات صنعتی موضوعی است که امروزه در بخش های زیادی از صنایع مختلف نقش مهمی را ایفا می کند.

امروزه تکنیک های مختلفی برای این کار شناخته شده هستند. بخشی از قطعات به صورت استاندارد موجود هستند و قابلیت تامین و جایگزینی دارند. برخی دیگر از قطعات به صورت استوک در بازار موجود هستند و باز دردسترس تولید کنندگان قرار دارند. دسته مهمتر قطعات و تجهیزاتی هستند که به دلایل مختلفی همچون توقف تولید در کارخانه سازنده، وجود انواع مشکلات برای خرید قطعات اصلی و واردات آن به کشور، هزینه بر بودن این گونه خریدهای خارجی و همچنین زمانبر شدن اینگونه انتقال به داخل کشور که نتیجه آن توقفات طولانی خطوط تولید خواهد بود، همواره برای صاحبان صنایع دردسرساز شده اند. یکی از بهترین روشهای ممکن برای پیش گیری از این بخش از توقفات روش مهندسی معکوس قطعات صنعتی می باشد.

در یکی از بهترین اقدامات ، امروزه تولیدکنندگان قطعات کلیدی، پیچیده و بدون جایگزین مصرفی خود را در هنگام توقفات و تعمیرات و اورهال های خودخواسته مهندسی معکوس نموده تا در صورت بروز شکست و یا خرابی نسبت به جایگزینی آن آسوده خاطر باشند.

روش های مهندسی معکوس (Reverse Engineering) بخش مهمی از ساخت نمونه های اولیه را تشکیل می دهند. شرکت های بزرگ با سرمایه گذاری در RE موجب کاهش زمان لازم برای ساخت نمونه های اولیه و همچنین برای کاهش زمان مورد نیاز برای تولید محصول واقعی می شوند. معیار اصلی برای انتخاب مهندسی معکوس به عنوان روش ایجاد قطعات، عدم وجود مدل CAD دیجیتال سه بعدی است. در نمودارهای زیر می توان تفاوت اصلی روش سنتی تولید قطعات و روش مهندسی معکوس تولید قطعات را مشاهده کرد.

اصول گام به گام روش معمول تولید قطعه

مهندسی معکوس قطعات صنعتی | روش مهندسی معکوس | مهندسی معکوس در صنعت | مهندسی معکوس

اصول گام به گام روش مهندسی معکوس تولید قطعات صنعتی

مهندسی معکوس قطعات صنعتی | روش مهندسی معکوس | مهندسی معکوس در صنعت | مهندسی معکوس

همان طور که در فلوچارت های بالا مشخص است برخلاف روش های معمول ساخت و تولید قطعات، در زوش مهندسی معکوس قطعات صنعتی بایستی از قطعه واقعی به نقشه یا مدل اصلی دست یافت و سپس مجددا ترتیب فرایند ساخت برای قطعات اجرا شود.

برای اندازه برداری از قطعات صنعتی روش های متعددی امروزه شناخته شده اند. با توجه به ماهیت هندسی قطعه، پیچیدگی های سطوح و میزان حساسیت تلرانس های ساخت از بین روش های مختلفی همچون CMM, VMM,… یکی انتخاب میشود. اسکنرها در مدت زمانی کوتاه کار مهندسان را برای دستیابی به نقشه های CAD آسان ساخته اند و مدل در سریعترین زمان برای ساخت حاضر می شوند. در این زمان کمتر کسی روش های سنتی اندازه گیری جز به جز محصول و رسم نقشه را به صورت گام به گام در نظر میگیرد. چرا که جدای صرف زمان زیاد دقت دستگاه های اندازه برداری سه بعدی دیجیتالی (۳D DIGITIZING) را نیز نخواهند داشت.

مهندسی معکوس | روش مهندسی معکوس | مهندسی معکوس در صنعت مهندسی معکوس | روش مهندسی معکوس | مهندسی معکوس در صنعت

اندازه برداری دیجیتالی قطعات صنعتی

تکنیک اصلی مورد استفاده مهندسی معکوس قطعات صنعتی اندازه برداری دیجیتالی (۳D DIGITIZING) است. فرآیندهای اندازه برداری دیجیتالی به ما امکان می دهد سطوح واقعی را به فرم دیجیتال منتقل کنیم. بسته به تکنیک استفاده شده ، اصل دیجیتالی کردن ، اسکن نقاط در فضا و تولید آنها در نرم افزارهای CAD می باشد. نوع اصلی فرآیندهای اندازه برداری دیجیتالی، اسکن سه بعدی است. اسکن سه بعدی روشی است که به ما امکان انتقال نقاط اسکن شده از فضا به نرم افزار CAD و استفاده از آنها را می دهد. خروجی اسکنرها ابر نقاط هستند و ابر نقاط سطوح قطعه را تشکیل می دهند. انواع بیشتری از دستگاه های اندازه بردار دیجیتالی وجود دارد که این انتقال را مجاز می دانند. انواع اصلی عبارتند از:

  • دستگاه های اندازه بردار مجهز به اپتیک
  • دستگاه های اندازه بردار لیزری
  • دستگاه های اندازه بردار تماسی

مدلسازی و تایید آن براساس روشهای المان محدود

در این قسمت از فرایند ساخت و تولید قطعات از روی فایل CAD در صورت وجود تردید نسبت به جنس قطعه و تحمل آن تحت شرایط بارگذاری واقعی کار، بهتر است مدل استخراج شده در یکی از نرم افزارهای شبیه سازی المان محدود مورد بررسی و تحلیل قرار گیرد. این نرم افزارها امروز در حوزه های مختلف و با پیشرفتی سریع نتایجی بسیار نزدیک به واقعیت را در دسترس طراحان و مهندسان قرار میدهند. نرم افزارهایی مهندسی که از جمله آنها میتوان به آباکوس(Abaqus)، انسیس(Ansys)، فلوئنت (Fluent) و … اشاره کرد با قابلیت CAE (Computer Aided Engineering) می توانند بدون انجام سعی و خطاها واقعی که ضمن زمان بر بودن هزینه های زیادی بر پروژه های مهندسی معکوس تحمیل می کنند، ضریب ایمنی مناسبی را برای تایید طرح و نقشه به وجود آورند. پس از انجام این شبیه سازی ها و بررسی مش ها و اجزا المان های قطعه، پروسه ساخت با اطمینان بیشتری انجام خواهد شد و گام های بعدی محکم تر برداشته می شوند. هرچند شبیه سازی های نرم افزاری همواره یاری بخش طراحان بوده و هستند ولی نمی توان به طور قطعی نسبت به آنها یقین حاصل کرد. این موضوع با توجه به شرایط مرزی متفاوت در واقعیت با نرم افزار، میزان دقت در شبیه سازها نسبت به انواع متغیرها و تعداد مش ها و … بستگی مستقیم خواهد داشت.

ساخت و تولید قطعات جدید در مهندسی معکوس قطعات صنعتی

پس از دریافت مدل و نقشه خروجی نرم افزار براساس ابر نقاط بدست آمده از اندازه برداری های دیجیتال، می توان رویه ساخت قطعه نمونه را آغاز کرد. در این مسیر بهتر است در صورت حساسیت قطعه و عدم شناخت متریال پایه قطعه اصلی تستهای مخرب و غیر مخرب جهت آنالیز عناصر تشکیل دهنده و متریال و سختی سطح و عمق قطعه انجام شود. این گزارش ها می تواند ضمن ایجاد اطمینان از متریال اصلی قطعه فابریک، تا حدودی برخی فرایندهای احتمالی سختکاری و … را نیز مشخص نماید. در این مرحله سایر گام های ساخت برای مهندسان و تولید کنندگان با داشتن نقشه کامل مشابه ساخت سایر قطعات صنعتی خواهد بود.

عملیات فرزکاری در دستگاه های فرز CNC