پرینت سه بعدی و مهندسی معکوس (نمونه کاربردی: تولید قطعات هوافضا)

زمانی‌که قصد داشته باشید قطعات جدیدی را تولید کنید که از طرح‌های قدیمی در تولید آن استفاده می‌شده و در حال حاضر قصد تغییراتی در آن را دارید، یا زمانی‌که فایل اصلی طراحی سه بعدی آن مانند فایل CAD در دسترس نباشد. در این حالت، شما می‌توانید از قطعات جایگزین استفاده کنید که با طراحی اولیه قطعات موجود آسیب دیده مطابقت داشته باشد یا از فرآیندهای مهندسی معکوس استفاده کنید. در حال حاضر، بهترین و سریع‌ترین روش برای ادغام سطوح پیچیده از قطعات موردنظر، تغییر در آن و تولید قطعه، استفاده از پرینت سه بعدی و مهندسی معکوس می‌باشد در این راستا؛ تولید قطعات هوافضایی از شرکت Roc-Aire به عنوان یک نمونه کاربردی ارائه شده است.

مهندسی معکوس

به علمی گفته می‌شود که از پاسخ به سؤال می‌رسد و در واقع فرآیند کشف اصول تکنولوژیکی یک دستگاه، شی یا یک سیستم می‌باشد که از طریق تجزیه و تحلیل ساختار و عملکرد آن حاصل می‌شود. در اکثر مواقع موضوع مورد بررسی یک دستگاه مکانیکی، الکتریکی، برنامه نرم‌افزاری یا یک ماده بیولوژیکی یا شیمیایی می‌باشد که بدون داشتن دانش قبلی و تنها با جداسازی اجزا و تجزیه و تحلیل شیوه عملکرد آن، سعی در ایجاد یک نمونه جدید از آن می‌گردد. مهندسی معکوس به‌طور عمده در استفاده‌های تجاری و نظامی به کار می‌رود و هدف آن استنباط پارامترهای طراحی یک محصول موجود بدون داشتن دانش کافی در زمینه تولید آن محصول و فقط با پیمودن فرایند معکوس و به‌کارگیری تکنیک‌های مشابه می‌باشد.

مزیت استفاده از پرینت سه بعدی و مهندسی معکوس

تولید بخشی که معمولا بین ۸ تا ۱۶ هفته طول می‌کشید، اکنون می‌توان، همان نمونه را با دقت بالا در عرض چند روز تولید کرد. در هر مورد، پرینت سه بعدی و مهندسی معکوس، به عنوان روشی عملی برای مهندسان در جهت شناسایی مشکلات و استفاده از راه‌حل‌های تولیدی موثر محصول توصیه می شود. و در نهایت مشتری، با رضایت کامل محصول مناسب را دریافت می‌کند.

مهندسی معکوس راه‌حلی برای تولید

در مهندسی معکوس، با موارد مختلفی مواجه می‌شویم، مثلا ممکن است در برخی موارد، یک قسمت طراحی شده نقص طراحی داشته باشد و از طریق مهندسی معکوس قابل اصلاح است. به عنوان مثال، هنگامی‌که قطعه‌ای از یک هواپیمای قدیمی نیاز به جایگزینی داشته باشد و قطعه‌ی اصلی در دسترس نیست و یا اطلاعاتی از فایل CAD آن وجود ندارد. و یا پس از سال‌ها استفاده از مشخصات اصلی و اولیه فایل طراحی شده برای قطعات، مانند duct work امکان‌پذیر نیست و دیگر نمی‌توان، از آن به عنوان فایل طراحی سه بعدی استفاده کرد.

استفاده از پرینت سه بعدی و مهندسی معکوس برای تولید قطعه‌ای از هوافضا

جیسون کالینز مدیر کل Roc-Aire، می‌گوید: “ما در رابطه با مهندسی مواد و فرآیند، از نوعی استراتژی در رابطه با مشتریانمان استفاده می‌کنیم به طوری‌که از این طریق ما قطعاتی را به خوبی قطعه مدنظر یا حتی بهتر از اصل آن تولید می‌کنیم، این استراتژی، استفاده از پرینت سه بعدی و مهندسی معکوس برای بهبود مهندسی شرکت و ساخت فرآیندها و کاهش زمان توسعه، برای تعمیر و نگهداری قطعه یا تولید قطعات جدید است.

“عملکرد چاپ سه بعدی و مهندسی معکوس، ثابت شده است و بخش اساسی از جریان توسعه‌ی کار ما را تشکیل می‌دهد و از این طریق، نمونه‌هایی را با دقت بالا، در شکل و اندازه‌ی مناسب تولید می‌کنیم.”

با استفاده از روش‌های اندازه‌گیری قابل حمل امروز، فقط از طریق سه بازدید از هواپیما در طول دوره تعمیر و نگهداری معمول یک بخش غیر‌بحرانی می‌توان از طریق مهندسی معکوس، مدل‌سازی، تولید، بازرسی و نصب انجام شود. برای پرینت سه بعدی و مهندسی معکوس قطعه‌ی مورد نظر لازم است. پس از اسکن سه بعدی و طراحی سه بعدی، قطعه با استفاده از پرینتر سه بعدی، پرینت می‌شود.

فرآیند پرینت سه بعدی و مهندسی معکوس

این فرآیند، فرآیندی ساده است. بسته به محیط، داده‌ها را می‌توان با استفاده از یک CMM یا یک CMM قابل‌حمل با استفاده از پروب لمسی یا اسکنر لیزری اسکن کرد. کالینز می گوید:”اسکن تماسی، دقت اندازه‌گیری بیشتری در مقایسه با اسکن‌های بدون تماس فراهم می‌کند. اسکن بدون تماس، معمولا برای بررسی سطحی از انحراف‌ و بازرسی سطوح پیچیده است. ”

طراحی سه بعدی

مدیر شرکت Roc-Aire اشاره کرد:”ما به طور منظم قطعات هواپیماها را با استفاده از نرم افزار Verisurf Reverse، طراحی کرده و از طریق مهندسی معکوس، آن‌ها را به عنوان نمونه‌هایی با دقت بالا و در عملکردی مناسب چاپ سه بعدی می‌کنیم. ” نرم‌افزار Verisurf Reverse، داده‌های ابر نقطه‌ای که قابل پرینت نیست به مدل‌های STL مناسب برای تبدیل به فرمت‌های محبوب CAD تبدیل می‌کند. با استفاده از فرمت STL که پراستفاده‌ترین نوع فایل در تکنولوژی پرینتر سه بعدی است. تقریبا همه‌ی نرم‌افزارهای مدرن CAD به شما اجازه گرفتن خروجی مدل سه بعدی را در قالب فایل STL می‌دهند و پس از تغییرات لازم در طراحی و اجزای نمونه اولیه نهایی با چاپگر سه بعدی Dimension 1200 پرینت می‌شود.