Применение: реверс-инжиниринг от ювелирных изделий до самолета

Основатель израильской компании по реверс-инжинирингу рассказал о некоторых проектах, оцифровке 3D-сканером RangeVision и нюансах рабочего процесса.

Проекты компании DE-Engineering связаны с производственными задачами, требующими высокой точности. В их числе - заказы авиастроителей, производителей механизмов наручных часов и оборонных предприятий. Большинство контрактов ограничивают разглашение информации. А те, что опубликованы на YouTube канале Дмитрия Эпштейна, основателя компании, удивляют масштабами работ и профессионализмом. Дмитрий - инженер, и на вопрос “какие проекты интересны для него”, отвечает, что в таких категориях не размышляет: “Ничего особого - сканируешь и работаешь, просто нужно подойти творчески к процессу - как и в какой последовательности отсканировать. Главное понимать, что должно получиться”.

Дмитрий практикует обратный инжиниринг с 1989 года. Начинал еще со штангенциркулем и курвиметром, вырезал лекала из картона и миллиметровой бумаги. Тогда для крупных деталей погрешность составляла порядка миллиметра, а для мелких - и того больше. Точность возросла с появлением 3D-сканера и реверс-инжиниринга в электронном виде. Самые высокие требования на практике Дмитрия заказчик предъявил к деталям механизма наручных часов: 200 мкм, и эти требования были выполнены.

С 2012 года Дмитрий использует оптический сканер структурированного подсвета RangeVision семейства PRO. В арсенале имеется также Gom Atos. Инженер сообщил, что для его задач сканер RangeVision подходит не хуже. Еще он более компактный и менее прихотлив к вибрациям в цехах заказчиков. Среди преимуществ немецкого конкурента Дмитрий отметил возможность удалять ненужные фрагменты и вытирать целые участки сразу в окне сканирования программного обеспечения сканера.

Самый большой объект из практики компании DE-Engineering достигает восьми метров. При сканировании “гигантов” Дмитрий использует несколько хитростей. Наносит маркеры на полосы малярного скотча, чтобы потом не тратить лишнее время на отклеивание и добавляет геометрию для минимизации потери точности. Три сферы, которые он накладывает на объект оцифровки, помогают сканам сшиваться точнее. В сканировании крупных объектов Дмитрий эксперт. Достаточно посмотреть видео о фюзеляже самолета или топливном баке вертолета, чтобы в этом убедиться.

Кейс по реверс-инжинирингу автомобиля продолжает ряд масштабных объектов. Кузов Citroen Jumpy для изготовления брони отсканировали и построили 3D-модели, повторяющие изменения формы с выемками и впадинами креплений. Технология модификации оказалось эффективной: сэкономили время, силы и деньги. Металлические пластины изготовили по модели, и они подошли идеально. Выгнутые и сваренные листы оставалось просто закрепить на кузове, ничего не подрезая и не досверливая. Вставили - и готово. Настолько точно был выполнен реверс-инжиниринг кузова автомобиля. На сканирование его ушла пара дней, еще пять - на обработку сканов и построение математической модели. Заказчик модифицировал две машины под свои нужды.

О подходе к обработке скана в DE-Engineering следует сказать отдельно. Дмитрий предпочитает работать не с полигонами, а с облаком точек, уделяя большое внимание их “прореживанию”. Он локально уменьшает количество точек на поверхностях, не требующих высокой детализации, и оставляет максимальное количество в тех местах, где располагаются мелкие элементы. Он говорит, что так легче работать и ему, и компьютеру. Например, в случае с кузовом автомобиля файл скана весил порядка 2 Гб, а после “очищения” - 150 Мб.

Инженеру удобно вести работу от начала (обработка облака точек) и до конца (построение математической модели) в одной программе, поэтому он использует для автоматизированного моделирования CATIA. Это еще хорошо тем, что заказчик полностью видит в файле дерево построений.

Дмитрий работает не только с объектами механической формы, но и с органическими поверхностями, взять к примеру кейс с манекенами. Компания по дизайну одежды предоставила экземпляр 46-ого размера с просьбой сделать из него модели для размерной линейки от 42-го до 52-го. Дмитрий отсканировал его на первой зоне RangeVision PRO. По предоставленным меркам увеличивал и уменьшал объемы разных частей тела в CATIA, пропорционально масштабировать весь файл было нельзя - это противоречит человеческой физиологии. По CAD-моделям отлили новые манекены из пластика на оборудовании с числовым программным управлением.

В компании DE-Engineering сканер включают не только на первой зоне. Мелкие изделия, например, ювелирные украшения или механизмы наручных часов, сканируют на четвертой зоне. Они используют все штатные возможности сканера и еще дополнительные: приобрели 9-миллиметровые объективы. Оборудование с широкими возможностями плюс талант инженера - слагаемые успеха проектов.