Reverzibilni inženjering je inženjerski metod koji okreće proizvodni ciklus u
suprotnom smjeru. Od stvarnog modela se formira virtuelni model, a zatim se njegovom
doradom, uljepšavanjem ili korišćenjem geometrije njegovih matematički neopisivih
površina razvija novi proizvod.
Proces kreiranja virtuelnog modela zasnovanog na realnom omogućen je procesom 3D
digitalizacije. Ovaj proces ima značajnu ulogu u savremenim tehničkim naukama, ali i u
drugim naučnim oblastima, kao što su medicina, biologija, arheologija itd. Postoji
ogroman broj metoda koje se koriste za 3D digitalizaciju i svaka od njih nalazi svoju
primjenu u određenom naučnom polju.
Potreba za reverzibilnim inženjerstvom se najčešće javlja upravo kada ne postoji
nikakva tehnička dokumentacija, kada nemamo 3D model objekta, te kada je potrebna izrada
proizvoda koji imaju zahtjevnu geometriju čime se olakšava modeliranje. Reverzibilno
inženjerstvo znatno ubrzava procese redizajniranja i izrade, te je ono nezamjenjivo
ukoliko se zahtijeva izrada objekta bez dokumentacije i detaljnih informacija.
Proces reverzibilnog inženjerstva se sastoji od:
3D skeniranja,
obrade oblaka tačaka ili velikog broja slika dobijenih 3D skeniranjem,
generisanje CAD modela.
3D skeniranje i 3D skeneri
3D skeniranje je proces analize objekta ili okruženja u stvarnom svijetu radi prikupljanja
podataka o njegovom obliku. Prikupljeni podaci mogu se zatim koristiti za izradu
digitalnih 3D modela. 3D lasersko skeniranje je beskontaktna, nerazorna tehnologija koja
digitalno snima oblik fizičkih objekata, korišćenjem linije laserskog svjetla. 3D
laserski skeneri stvaraju oblik tačaka podataka s površine objekta. Drugim riječima, 3D
lasersko skeniranje je način da se fizički objekti prikažu u tačnoj veličini i obliku, te
da se prebace u računarski svijet kao digitalni trodimenzionalni prikaz.
Slika 1. Laserski 3D skeneri
Najbitniji element kod 3D skeniranja je refleksija svjetlosti s objekta, a ona zavisi od
boje i jačine površinske refleksije. Bijela površina reflektovaće mnogo, dok će tamne
površine reflektovati znatno manje količine svjetlosti.
Kod većine skenera jedno skeniranje nije dovoljno da se ocrtaju sve tačke prostora koji se
skenira, te se pomoću njih ne može izraditi cijeli model. Za izradu 3D modela potrebno
je obaviti na desetine skeniranja sa svake strane objekta kako bi se dobili apsolutno svi
podaci o njegovoj površini. Tada se skenirani dijelovi objekta, prikazani oblakom tačaka,
moraju spojiti u zajednički referentni sistem gdje se različiti podaci međusobno usklađuju.
Nakon spajanja dijelova dobijenih skeniranjem i linearizacije podataka
dobijenih snimanjem iz različitih uglova u jedan koordinatni sistem dobija se prostorni
3D model na koji se ugrađuje tekstura koja može biti proizvoljna, zavisno od programskog
paketa, ili stvarna, ako postoje podaci o boji dobijeni pomoću kamere.
Slika 2. Proces 3D skeniranja
Procesiranje podataka dobijenih skeniranjem
Sljedeća faza u procesu reverzibilnog inženjerstva je faza procesiranja dobijenih
podataka, odnosno njihova obrada. Ova faza se sastoji od tri koraka: uvoz oblaka tačaka
dobijenih skeniranjem, smanjenje grešaka mjerenja i smanjenje broja tačaka, odnosno
uklanjanje viška nepotrebnih tačaka. Kako bi se izvršila ova tri koraka potrebno je
koristiti niz filtera pri čemu je veoma važno odabrati adekvatan filter za određeni
zadatak.
Slika 3. Oblak tačaka
U ovoj fazi se izvršava spajanje skeniranih podataka u jednu cjelinu. Kako bi dobili što je
moguće bolji 3D model ponekad je potrebno izvršiti višestruko skeniranje određenog
dijela. Višestruko skeniranje daje veći broj podataka, odnosno tačaka, čime je bolje
opisan skenirani objekat.
Oblak tačaka može biti različite gustine, zavisno od mogućnosti lasera i željene brzine
skeniranja. Oblak tačaka se najčešće automatizovanim procesima pretvara u poligonski
model, iz kojeg se kasnije može dobiti solid model.
Slika 4. Oblak tačaka i poligonski model
Generisanje 3D CAD modela
U trećoj i posljednjoj fazi vrši se stvaranje virtuelnog modela na temelju podataka
dobijenih u prethodnim fazama. Najprije se kreira površinski model, a zatim i puni
model odnosno čvrsto tijelo.
Slika 5.
Aditivna proizvodnja i 3D štampanje
Aditivna proizvodnja je proces izrade trodimenzionalnog objekta dodavanjem materijala
sloj po sloj. Razlika između aditivne proizvodnje i tradicinalnog oblika proizvodnje je taj da se kod aditivne materijal dodaje, dok se kod tradicionalnog oblika proizvodnje materijal uklanja.
3D štampanje je moderna tehnologija proizvodnje trodimenzionalnih objekata. U
trodimenzionalnoj štampi objekat se kreira sukcesivnim nanošenjem slojeva materijala.
3D štampa predstavlja generalno brže, jeftinije i lakše rješenje od drugih tehnologija
proizvodnje 3D objekata. Ova tehnologija proizvodi modele koji vjerno oponašaju izgled,
utisak i funkicionalnost prototipa.
Na sljedećoj slici prikazan je postupak razvoja proizvoda koji se sastojao od 3D skeniranja,
dobijanja oblaka tačaka, pretvaranja površinskog u 3D solid model, izrada prototipa
tehnologijom 3D štampe iz praha i izrada finalnog proizvoda tehnologijom 3D štampe iz
plastike.
Slika 6.
Izvor: Fakultet za proizvodnju i menadžment Trebinje
HP, jul 2022.
BONUS VIDEO
