Meningkatkan Manufaktur Aditif dengan Rekayasa Terbalik

Rekayasa terbalik adalah alat yang ampuh untuk pembuatan aditif, dan kombinasi keduanya dapat sangat meningkatkan desain produk serta memperpendek siklus pengembangan produk. Baik Anda perlu membuat suku cadang lama yang tidak memiliki model digital atau suku cadang untuk penggantian, rekayasa balik memiliki banyak manfaat untuk dibawa ke meja. Berbagai industri seperti kedirgantaraan, otomotif, dan medis telah memanfaatkan manfaat reverse engineering bersama AM, dengan penghematan waktu dan biaya yang signifikan.

Apa itu rekayasa balik?

Biasanya, ketika merancang sebuah objek dari awal, seorang insinyur desain akan menghasilkan gambar yang merinci bagaimana objek tersebut harus dibangun. Sebaliknya, reverse engineering melibatkan pendekatan yang berlawanan:insinyur desainer mulai dari produk akhir, bekerja mundur melalui proses desain untuk mencapai informasi desain asli. Secara teori, objek apa pun dapat direkayasa ulang, baik itu bagian mekanis, produk konsumen, atau bahkan artefak kuno.

Bagaimana cara kerja rekayasa balik?

Untuk memulai proses reverse engineering, Anda biasanya akan mulai dengan mengukur ukuran dan bentuk objek. Ini dapat dilakukan secara manual tetapi, khususnya untuk aplikasi industri, penggunaan pemindaian 3D semakin menjadi hal yang biasa. Data yang berkaitan dengan spesifikasi desain objek kemudian diubah menjadi file CAD digital. Pada titik ini, model digital dapat dikonversi ke STL, mengoptimalkannya untuk pencetakan 3D.

Mengapa menggunakan rekayasa balik?

Ada beberapa alasan mengapa reverse engineering adalah teknik manufaktur yang berguna. Misalnya, apakah Anda pemasok otomotif yang perlu memproduksi suku cadang, tetapi tidak memiliki data CAD? Reverse engineering dapat digunakan untuk mendapatkan spesifikasi yang dibutuhkan sehingga suku cadang langka dapat direproduksi menggunakan 3D printing.

Selain itu, reverse engineering bermanfaat ketika Anda perlu melakukan perbaikan pada objek yang sudah ada, tetapi tidak memiliki model digitalnya. Dalam hal ini, reverse engineering memungkinkan Anda untuk  memindai objek dan membuat perubahan desain dalam proses, sehingga menghemat waktu secara signifikan.

Pemindaian 3D:pendamping alami untuk pencetakan 3D

Proses tradisional mengukur objek secara manual untuk merekayasa baliknya bisa sangat memakan waktu, karena memerlukan berbagai perangkat seperti kaliper atau pengukur slip untuk mengukur dan menggambar bentuk dan ukuran komponen sebelum mereplikasinya ke dalam program CAD . Untungnya, kami telah melihat kemajuan yang mengesankan dalam teknologi rekayasa balik, memungkinkan  solusi yang lebih cepat dan akurat:pemindaian 3D.

Karena representasi digital dari suatu objek adalah tulang punggung pencetakan 3D, pemindaian 3D menawarkan solusi digital yang efisien ketika ada kebutuhan untuk merekayasa balik suku cadang lama untuk penggantian atau suku cadang tanpa model CAD yang ada. Menggabungkan metode pencetakan 3D dan pemindaian 3D menghadirkan keuntungan signifikan bagi aplikasi teknik yang membutuhkan akurasi tinggi dan waktu pengembangan produk yang lebih singkat.

Pemindai 3D adalah perangkat yang digunakan untuk pengukuran 3 dimensi dan memungkinkan pengambilan data objek fisik dengan cepat dan tepat untuk membuat "awan titik", yang kemudian dirender menjadi representasi 3D digital.

3 teknik pemindaian 3D

Kunci keberhasilan pemindaian 3D  adalah mengukur objek Anda dengan tingkat akurasi yang memadai untuk menangkap detail yang diperlukan untuk replikasi yang memadai. Untuk mencapainya, ada beberapa opsi pemindaian 3D yang dapat membantu membuat model 3D segera siap untuk pencetakan 3D.

1. Fotogrametri

Metode fotogrametri didasarkan pada foto, diambil dari sudut yang berbeda di sekitar objek dan kemudian "dijahit" bersama dengan bantuan perangkat lunak khusus untuk mereplikasi objek fisik secara digital. Namun, fotogrametri memerlukan pengaturan studio, karena teknik ini melibatkan sistem kamera yang kompleks, yang mungkin sulit diatur dan tidak mudah dibawa-bawa. Selain itu, model 3D digital yang dibuat dengan fotogrametri biasanya tidak dapat bersaing dengan pemindaian 3D berbasis cahaya dalam hal akurasi dan tingkat detail.

2. Pemindaian 3D berbasis cahaya

Ada dua jenis pemindai 3D yang umum, termasuk dalam kategori pemindaian 3D berbasis cahaya: terstruktur-cahaya dan pemindaian laser . Pemindai ini tersedia dalam berbagai ukuran dengan opsi genggam dan stasioner.

• Pemindai 3D cahaya terstruktur memproyeksikan pola cahaya garis-garis paralel ke permukaan objek. Kamera pada pemindai kemudian menangkap proyeksi ini, yang kemudian diterjemahkan ke dalam replika digital. Pemindai 3D ringan terstruktur mampu menghasilkan detail tingkat tinggi, meskipun biasanya digunakan untuk objek kecil.

• Sebaliknya, pemindaian laser bekerja dengan memproyeksikan sinar laser pada permukaan objek yang dipantulkan dari permukaan. Kamera pada pemindai kemudian menangkap sudut pantul dan menerjemahkannya ke dalam koordinat suatu objek, yang digunakan untuk menghasilkan model 3D. Metode ini memungkinkan objek bentuk bebas dan detail rumit untuk dipindai, menjadikan pemindaian laser salah satu bentuk pemindaian 3D yang paling akurat.

BMW Group adalah salah satu produsen yang saat ini menggunakan  pemindai 3D cahaya biru serta fotogrametri untuk merekayasa balik dan kemudian secara aditif memproduksi suku cadang untuk pelanggan mereka.

3. Pemindaian CT

Pemindaian computed tomography (CT) adalah metode pemindaian lain yang dapat diterapkan dalam manufaktur aditif untuk rekayasa balik. Pemindaian CT melibatkan beberapa proyeksi sinar-X melalui suatu objek, menciptakan gambar yang kemudian digabungkan untuk membentuk model 3D digital. Pemindaian CT sangat unik karena menyediakan data tidak hanya pada struktur eksternal tetapi juga internal. Karena semakin penting untuk dapat memprediksi dan menetapkan integritas struktural, tegangan sisa, dan parameter lain dengan komponen cetak 3D untuk mempertahankan kinerjanya, kemampuan ini penting untuk menetapkan spesifikasi struktural suatu bagian. Pemindaian CT secara khusus menemukan ceruknya dalam aplikasi medis — misalnya, CT scan dapat digunakan untuk menghasilkan model organ manusia yang dicetak 3D, membantu ahli bedah untuk mempersiapkan operasi yang kompleks.

Rekayasa Terbalik dan manufaktur aditif:Kasus Penggunaan 

Teknologi seperti pemindaian 3D membantu mengintegrasikan rekayasa balik ke dalam alur kerja manufaktur aditif, sehingga memberi produsen di seluruh industri solusi yang layak untuk tantangan rekayasa tertentu.

Salah satu contohnya adalah dalam produksi prototipe cetakan 3D dari suku cadang usang dirgantara. Roc-Aire, produsen kontrak untuk suku cadang kedirgantaraan, memindai suku cadang pesawat lama sebelum mencetak 3D untuk pemeriksaan kecocokan dan evaluasi desain dan fungsi. Solusi seperti itu tidak hanya membantu mempercepat pengembangan proyek, tetapi juga menghasilkan  hasil akhir yang lebih efektif.

Dalam sektor medis, integrasi reverse engineering dan manufaktur aditif sangat penting untuk memecahkan kasus medis yang kompleks. Misalnya, pada tahun 2016, Royal Hospital for Sick Children menggunakan pemindaian 3D dan pencetakan 3D  untuk operasi rekonstruksi telinga. Dengan bantuan pemindai 3D ringan terstruktur, dokter  memindai telinga yang tidak terpengaruh dan mencetak prototipe polimer secara 3D, yang digunakan  sebagai template untuk rekonstruksi.

Contoh lain dapat ditemukan di industri otomotif, di mana rekayasa balik, bersama dengan teknologi  SLS, telah digunakan untuk membuat saluran masuk udara yang dioptimalkan ruang untuk sepeda motor balap. Dalam hal ini, penggunaan reverse engineering dan SLS telah membuat perbedaan besar dalam mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk merealisasikan  proyek.