리버스 엔지니어링이란 무엇인가?

2021년 7월 2일
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summary 

리버스 엔지니어링은 설계, 작동 방식 및 제작 방식을 이해하기 위해 물리적 부품을 분해하고 측정하는 프로세스입니다. 이는 거대한 항공 모함이나 건축 구조물에서 스위스 시계의 작은 연동 기어 세트에 이르기까지 어떤 것이든 될 수 있습니다.

왜 리버스 엔지니어링인가?
제품 설계 분석 및 개선, 교체 부품 제작, 신제품 생성
그것을 위해 데이터를 캡처하는 방법은?
3D 스캐너, CT 스캐너 또는 좌표 측정기 사용
리버스 엔지니어링은 누가 사용하는가?
자동차 튜닝 전문가, 제품 설계자, 연구자(의료에서 산업까지) 및 기타

개요

«무에서 시작하여» 처음부터 제품을 만드는 기존 설계 작업 흐름과 달리 리버스 엔지니어링에서는 기존의 기계 또는 구성 요소로 시작하여 물리적 또는 디지털 방식으로 부분별 또는 층별로 한 번에 한 단계씩 분해하여 역으로 작업합니다.

리버스 엔지니어링의 목표는 일반적으로 사용 가능한 3D CAD 모델을 만드는 것이며, 제대로 이루어질 경우 리버스 엔지니어링을 통해 이러한 설계 정보를 활용하여 다음과 같은 다양한 목표를 달성할 수 있습니다.

  • 적층 제조 기술을 통해 단종 장치 및 부품 재생성
  • 부품 및 기계에 대한 고장 분석 수행, 필요에 따라 재설계
  • 경쟁사 제품의 장단점 심층 분석
  • 재고가 없거나 매우 비싸거나 대기 시간이 긴 부품을 손쉽게 복제
  • 기존 부품 및 시스템의 성능 향상
  • 완전히 새로운 제품을 만들기 위한 기초로 설계 정보 사용
  • 기타

리버스 엔지니어링을 위해 데이터를 캡처하는 방법

Artec Eva를 사용한 건설 기계의 폐기된 원형 조립체 3D 스캐닝. 3D 스캔은 나중에 Geomagic Design X 리버스 엔지니어링 소프트웨어로 내보내져 솔리드 모델을 만들기 위한 참조 모델로 사용되었고, 이후 교체 부품을 제조하는 데 사용되었습니다.

수동이든 디지털이든 리버스 엔지니어링을 위해 데이터를 캡처하기 위해 다른 방법이 간혹 사용되지만 오늘날 가장 널리 사용되는 방법은 3D 스캐닝, CMM 기계 및 CT 스캐닝입니다. 각 방법은 응용 분야뿐만 아니라 예산, 선택 기술에 대한 경험 및 사용 가능한 프로젝트 시간 등에 따라 각각 장단점이 있습니다.

Artec Eva 스캔으로 만든 원형 조립체의 3D 메시 모델

리버스 엔지니어링에 사용할 수 있는 원형 조립체의 CAD 모델

CT 스캐닝

물체의 외부 및 내부 측정을 모두 캡처하는 효과적인 방법인 CT 스캐닝은 일반적으로 의료 진단을 위한 중요한 도구로 간주하고 있습니다. 그러나 CT 스캐닝은 적절한 상황과 응용 분야를 고려할 때 리버스 엔지니어링을 위한 실행 가능한 솔루션이기도 합니다. 물체를 통해 X선을 방출함으로써 CT 스캐너는 가시선 문제의 영향을 거의 받지 않으므로 내부 특징, 다공성 및 기타 공극을 캡처할 수 있습니다. CT 스캐너는 일반적으로 부품을 통해 원추형 X선을 방출하거나 부품을 통해 X선 조각을 방출한 다음 다양한 층의 데이터를 완전한 3D 모델로 함께 모으는 방식으로 작동합니다.

EasyTom 산업용 CT 스캐너(이미지 제공: CyberOptics Corporation)

그러나 CT 스캐너에 단점이 없는 것은 아닙니다. CT 스캐너는 방사선을 사용하여 스캔 중인 물체를 투과하기 때문에 캡처할 물체가 방사선 누출 및 작업자의 부상을 방지하기 위해 단단히 밀봉된 CT 스캐너의 특수 체임버 내부에 들어맞아야 합니다. 이러한 제한성으로 인해 대부분의 중대형 물체를 스캔할 수 없습니다.

요점:

CT 스캐너의 강점은 물체의 외부 및 내부 표면을 모두 캡처할 수 있는 능력에 있지만, 이 기술은 아직 좁은 범위의 산업용 물체에만 적용할 수 있습니다.

신뢰할 수 있는 장치의 경우 가격이 25만 달러 이상에 달하고 특수 교육을 받은 작업자가 필요하다는 것 외에도, CT 스캐너는 금속 물체 또는 금속 구성품을 스캔할 때 종종 결함이 발생할 수 있습니다. 그 이유는 금속이 해당 부품이나 부분의 표면에 부딪힐 때 X선을 흡수하고 산란시켜 스캔에 줄무늬 아티팩트가 생기기 때문입니다. 이것은 스캔의 정확성을 현저히 떨어뜨립니다. 알루미늄과 같은 저밀도 금속은 강철과 같은 철 소재보다 스캔하기 훨씬 쉽습니다.

요컨대, 비교적 작고 전체 플라스틱으로 되거나 기타 저밀도의 금속 부품을 사용하지 않는 한, CT 스캐닝은 단순히 아티팩트를 제거하고 물체의 실제 측정값을 복원하기 위해 스캔 처리 시간이 더 길어지며 부품의 크기나 그 재료의 밀도로 인해 개체를 전혀 스캔하지 못할 수도 있습니다.

접촉식 측정(CMM 기계)

CMM 기계는 검사 및 리버스 엔지니어링 모두에서 뛰어난 정확도를 갖는 것으로 알려져 있습니다. CMM 기계는 사전 프로그래밍이 된 프로브 또는 작업자 제어 프로브를 사용하여 물체의 표면에 일련의 XYZ 좌표를 기록하여, 근본적으로 물체의 가시적 형상을 단계적으로 3D로 표현합니다.

CMM을 사용하여 기계 구성 요소를 검사하는 두 명의 엔지니어

이 기술이 효과의 범위 내에서 사용된다고 하면 CMM 기계는 비용이 많이 들지만 다양한 크기와 재료를 가진 물체를 캡처하는 강력한 솔루션이 될 수 있습니다.

대부분의 CMM은 매우 무거운 장치이며, 일반적으로 제자리에 설치되어 있으며 필요한 경우 창고나 회사 주변으로 운송하는 것이 불가능하거나 어렵습니다. 따라서 요구되는 정확도가 휴대용 CMM으로 달성할 수 있는 수준을 초과하는 경우 고객 현장에서 스캔을 수행하거나 CMM을 항공편으로 해외로 가지고 갈 수 없습니다. 또한 CMM은 설정 및 재프로그래밍에 숙련된 작업자와 상당한 시간 투자가 필요하며, 감지되지 않을 경우 측정 프로젝트를 망칠 수 있는 우발적인 반동, 충돌 및 진동으로 인해 큰 어려움을 겪을 수 있습니다.

요점:

표면에 직접 접촉할 경우 CMM의 터치 프로브를 사용하여 수집한 3D 데이터의 정확도는 아주 높습니다. 여기서 악조건으로는 프로브가 물리적으로 접근할 수 없는 표면 부분을 기계가 검사하지 못한다는 점, 다양한 재료에 영구적인 손상을 입힐 위험 그리고 낮은 데이터 캡처 속도 등이 있습니다.

가장 일반적으로 사용되는 CMM 프로브는 모두 측정 대상 물체와 반복적으로 접촉하므로, 손상 및 부정확성의 잠재적 위험이 있다는 것을 주지해야 합니다. 모든 재료가 스크래치든 긁힘이든 흠집이든 CMM 프로브로 인해 손상될 수 있습니다. 이렇게 높아진 결함의 위험은 박물관, 개인 소장품 및 기타 고가 품목과 같은 비싸거나 값을 매길 수 없는 물건으로 작업할 때 절대 허용되지 않습니다.

정밀도의 측면에서, 고무나 실리콘과 같은 부드러운 표면에 접촉할 때 프로브는 부품을 쉽게 변형시킬 수 있으며, 이로 인해 표면이 영구적으로 손상이 되지는 않더라도 측정이 정확하게 되지 않을 수 있습니다. 더 복잡한 문제는 측정하는 물체에 움푹 들어간 표면이나 다른 접근하기 어려운 부분이 있고 CMM 프로브가 접근할 수 없어 충분한 접촉을 할 수 없는 경우 CAD를 통해 이러한 위치를 수동으로 재구성해야 하며, 따라서 원래 위치에서 어느 정도 변형이 생긴다는 것입니다.

3D 스캐닝

전 세계 수천 명의 사용자에게 전문 데스크톱, 휴대용 및 삼각대 장착 3D 스캐너는 리버스 엔지니어링 응용 분야 등에 적합한 선택입니다. CT 스캐너와 CMM 기계는 높은 가격, 보트 앵커와 같은 수준의 부동성 및 가파른 학습 곡선을 특징으로 하는 반면, 최고의 3D 스캐너는 완전히 반대입니다.

구조 광으로 스캐닝

구조 광 3D 스캐너는 캡처할 물체 표면에 먼저 스트로브 패턴의 빛을 비추어 물체를 캡처합니다. 빛이 스캐너의 센서로 되돌아오면 물체의 구조에 의해 만들어진 패턴의 왜곡이 감지되어 스캐너의 소프트웨어에서 물체의 정확한 디지털 표현으로 변환됩니다. 이 디지털 복제본은 3D 다각형 메시 형태로 리버스 엔지니어링하는 물체의 CAD 모델을 만드는 데 사용할 수 있습니다.

Volvo XC90의 배기 시스템을 리버스 엔지니어링하기 위해 Artec Leo로 이 SUV의 차대를 3D 스캔 중

구조 광 3D 스캐너를 사용 시 얻는 주요 이점 중 하나는 캡처 속도입니다. CMM 기계 또는 사진 측량과 달리 최신 전문 구조 광 3D 스캐너는 1mm 이하의 정확도로 접촉이 필요 없이 단 몇 분 만에 대형 물체도 캡처할 수 있습니다. 스캐너에 따라 스캔 중인 대상에 스캐너 광선이 휙 지나가면 초당 100만에서 300만 포인트 사이에서 캡처할 수 있습니다.

Artec Studio에서 Volvo XC90 차대 스캔 처리

구조 광 3D 스캐너를 사용하면 스캔 중인 물체 또는 영역의 모든 부분을 캡처했다는 즉각적인 피드백을 노트북 또는 스캐너 화면에 받을 수 있습니다. 놓친 부분이 있는 경우 전체를 캡처하는 데 스캐너 한두 번만 있으면 됩니다.

마지막으로 덧붙일 중요한 말은 구조 광 3D 스캐너는 스캔하는 사람뿐만 아니라 구경하는 사람과 스캔할 사람에게도 사용하기에 아주 안전하다는 것입니다. 이것이 바로 의료 분야 전반에 걸쳐 구조 광 3D 스캐너가 순조롭게 받아들여진 가장 중요한 이유 중 하나입니다.

큰 물체와 전체 장면을위한 레이저 광 스캐너

삼각대 장착 3D 레이저(LiDAR) 스캐너는 비행시간 및 위상 편이라는 두 가지 범주로 분류할 수 있습니다. 비행시간(ToF) LiDAR 스캐너는 실내 또는 실외에서 물체나 영역에 레이저 광선을 비춘 다음 빛이 스캐너의 센서로 되돌아오는 데 걸리는 시간을 측정하여 정확한 거리를 계산하는 다른 방식으로 작동합니다. 센서는 또한 받은 빛의 강도를 감지합니다.

반면 위상 편이 LiDAR 스캐너는 여러 단계에서 일정한 레이저 빔을 방출합니다. 레이저 빛이 스캐너의 센서로 되돌아오면 빛의 편이는 특정 처리 알고리즘을 통해 분석되어 스캐너와 캡처 중인 물체 및/또는 장면 사이의 정확한 거리를 결정하는 데 사용됩니다.

해양 선박의 갑판을 3D 스캐닝하기 위해 삼각대에 장착된 Artec Ray 준비

수신된 데이터로부터 물체 또는 영역의 디지털 렌더링이 고해상도 포인트 클라우드 형태로 생성됩니다. 그런 다음 이러한 포인트 클라우드는 스캐닝 소프트웨어에 의해 다각형 메시로 변환될 수 있습니다. 그 이후 메시는 리버스 엔지니어링, 가상 플라이스루, 건물 평면도 등을 위한 CAD 모델 생성을 포함하여 다양한 목적으로 사용될 수 있습니다.

레이저 기반의 장거리 3D 스캐너는 믿을 수 없는 정확도와 정밀도로 초대형 물체와 장면을 쉽게 캡처할 수 있습니다. 1m부터 100m 이상까지 떨어진 작업 거리에서 이러한 유형의 최고의 스캐너는 자동차, 제트기, 슈퍼 요트 및 전체 공장 바닥의 계측 등급 3D 모델을 생성하는 데 사용되었습니다.

강력한 3D 스캐닝 소프트웨어를 사용하면 장거리 레이저 스캐너의 스캔 데이터를 휴대용 3D 스캐너의 데이터와 손쉽게 병합하여 가능한 모든 형상 및 물체의 표면 또는 장면을 포괄하는 통합 3D 모델을 만들 수 있습니다. 이에 대한 몇 가지 예는 비행기의 전체 구조는 장거리 레이저 스캐너를 사용하여 캡처하고, 계기판과 조종석 및 객실 전체의 복잡한 세밀한 부분은 휴대용 3D 스캐너를 사용하여 최신 여객기를 리버스 엔지니어링하는 것입니다.

사용 편의성, 타의 추종을 불허하는 스캔 가능성

장거리 레이저, 데스크톱 및 휴대용 구조 광 3D 스캐너는 매우 사용하기 쉬워서 학생들도 몇 시간 만에 크고 작은 물체를 캡처하는 방법을 배울 수 있습니다. 이들 스캐너는 휴대성이 좋아 실내, 실외 또는 멀리 떨어진 고객 현장에서도 쉽게 사용할 수 있습니다.

CT 스캐너와 CMM 기계 모두 긴 스캔 세션이 필요하지만, 데스크톱 및 휴대용 3D 스캐너는 같은 물체를 짧은 시간에 캡처할 수 있으므로 작업자의 피로를 최소화하고 생산성을 높일 수 있습니다. 삼각대 장착 레이저 스캐너는 더욱 손을 쓸 필요가 없습니다. 삼각대를 원하는 스캔 위치에 놓고 스캔 순서를 활성화하기만 하면 됩니다.

요점:

대부분의 리버스 엔지니어링 작업에 없어서는 안 될 도구인 최고의 3D 스캐너는 빠르고 안전하며 사용하기 쉽고 1mm 이하의 정확도로 소형에서 대형에 이르는 다양한 물체를 캡처할 수 있습니다.

캡처하는 물체 또는 영역의 특성에 맞춰 필요에 따라 반복하여 움푹 들어간 부분 및 구성 요소를 포함한 모든 표면을 전체적으로 캡처합니다.

모든 것을 고려해 볼 때 다이아몬드 반지에서 중장비, 항공기, 건물 등과 같은 초대형 물체에 이르기까지 모든 것의 리버스 엔지니어링에 관한 한 전문 데스크톱, 휴대용 및 장거리 레이저 스캐너는 리버스 엔지니어링 작업을 원활하게 수행할 수 있는 검증된 솔루션입니다.

3D 스캐닝을 사용한 리버스 엔지니어링: 응용 분야

3D 스캐닝을 사용한 리버스 엔지니어링이 여러 산업 분야에서 어떻게 수행되고 있는지 중점적으로 자동차 튜닝, 농업 장비, 고성능 자전거 설계 등 세 가지 사례를 통해 살펴보겠습니다.

West Coast Customs

캘리포니아에 있는 이 세계적으로 유명한 자동차 튜닝 공장은 단종 부품을 재현하거나 차세대 디자인 프로젝트를 위해 일회성 펜더, 그릴, 헤드라이트, 차체 또는 기타 부품을 만들어야 할 때마다 Gomagic Design X 및 SOLIDWORKS 소프트웨어와 함께 전문 휴대용 3D 스캐너를 사용합니다.

Artec Eva로 Polaris Slingshot 차량을 스캔하는 West Coast Customs의 설계 전문가

이는 줄자와 캘리퍼를 사용한 광범위한 측정 및 재측정에 의존하던 과거의 지루한 수동 프로세스를 고려할 때 비약적인 도약입니다. 대부분의 자동차 부품은 이러한 선형 방법으로는 정확하게 측정하기가 어렵지만, 최고의 3D 스캐너는 매우 복잡한 표면과 형상도 어려움 없이 캡처할 수 있습니다.

이러한 사용하기 쉬운 스캐너를 통해 West Coast Customs는 원하는 부품이나 물체를 단 몇 분 만에 최대 0.1mm의 정확도로 캡처할 수 있습니다. 그런 다음 같은 날 설계를 수정하기 위해 스캔을 CAD 시스템으로 내보냅니다. 이러한 "디지털 청사진"을 통해 필요한 모든 부품을 3D로 프린팅하거나 CNC 밀링 작업을 할 수 있습니다.

Taylor Attachments

단종된 농장 장비를 가지고 있는 고객들이 수년간 이 영국의 맞춤형 교체용 헤드스톡 설계 및 생산업체와 연락해 왔습니다. 헤드스톡은 백호, 포크, 톱, 베일 스태버 등과 같은 다양한 농기계 부착용 장착대입니다. 몇 년 전 Taylor의 전문가들이 시험과 수정을 위한 여러 프로토타입을 제작하기 전에 펜, 종이, 눈금자 및 캘리퍼와 같은 수동 측정 방법을 사용하여 종이와 골판지에 측정값을 어렵게 적어 단종된 장비의 각 부분을 리버스 엔지니어링하는 데 7~12시간이 걸렸습니다.

Taylor Attachments에서 Artec Eva를 사용하여 헤드스톡 3D 스캔 중

이는 모든 것을 제대로 잡기 위해 완전히 예측하여 다시 미세 조정하는 시스템으로 각 장치에 최대 2~3주가 걸리는 작업이었습니다. 오늘날 이 회사의 작업 흐름은 완전히 달라 보입니다. 휴대용 3D 스캐너인 Artec Eva를 사용하여 20분 만에 헤드스톡 전체를 고해상도 3D로 스캔합니다. 그 후 20분 만에 Artec Studio 소프트웨어에서 완전히 처리된 3D 모델이 생성됩니다. 이 시점에서 3D 모델을 SOLIDWORKS로 내보내고, 여기에서 마무리 수정을 한 후 CAD 모델을 레이저 절단을 위해 파트너에게 전송합니다.

설치 준비된 Taylor Attachments 교체용 로더 헤드스톡

최종 결과는 시작부터 끝까지 모든 작업을 24시간 이내에 정확하게 완료하는 것입니다. 예전 방식과 비교했을 때 이 회사는 실로 엄청난 좌절감을 해소한 것은 말할 것도 없고 이제는 작업 시간을 몇 주일은 아니더라도 며칠은 절약하고 있습니다.

Vorteq WX-R 고성능 트랙 자전거

영국에 본사를 둔 이 고성능 스포츠용품 연구개발 회사는 지구상에서 가장 빠른 트랙 자전거를 만들겠다는 목표를 세운 순간부터 3D 스캐너에 의존하여 그것을 실현할 수 있다는 것을 알았습니다. Vorteq의 엔지니어들은 휴대용 3D 스캐너를 사용하여 다양한 전문 경주용 자전거를 리버스 엔지니어링하여 1분도 안 되어 각 자전거를 캡처하면서 이 작업을 시작했습니다.

풍동에서 Artec Leo를 사용하여 라이더와 자전거 3D 스캔 중

그런 다음 이러한 1mm 이하의 3D 스캔을 3D 모델로 변환하여 회사의 CFD(전산 유체 역학) 시스템에서 분석하여 각 자전거의 공기 역학적 항력을 연구했습니다. 그러고 나서 엔지니어들은 3D 모델을 구조적으로 조정하여 성능을 최대로 향상했고, 그 후 모든 자전거에서 최고의 구조적인 측면을 엄격히 골라내어 하나의 디자인으로 통합했습니다.

Vorteq WX-R 트랙 자전거(이미지 제공: Vorteq)

Vorteq의 엔지니어들은 수년 동안 다양한 계측 도구를 사용해 왔지만, 매일 휴대용 3D 스캐너를 이동 솔루션으로 선택합니다. WX-R 자전거 프로젝트의 경우, 그들은 줄자와 눈금자를 사용하여 전문 경주용 자전거의 복잡한 표면과 부품을 정확하게 측정하는 것은 여러 번 재확인해야 하는 시간이 오래 걸리는 일이란 것을 알고 있었습니다.

리버스 엔지니어링을 위해 3D 스캐너를 선택함으로써, 그들은 프로젝트 마감일을 맞추었고 불과 몇 주 후에 첫 번째 WX-R이 출시되었습니다. 다음 코스는 올림픽입니다!

3D 스캐닝을 사용한 리버스 엔지니어링: 프로세스

작업 흐름은 회사마다 확실히 다르지만 3D 스캐너를 사용한 리버스 엔지니어링을 위한 작업의 일반적인 순서는 다음과 같이 설명할 수 있습니다.

스캔할 물체 준비

물체에 투명하거나 반사가 잘 되는 부품이 있는 경우 스캔을 시작하기 전에 미세 입자로 된 무광 스프레이를 도포해야 할 수도 있습니다. 이렇게 하여 정확도를 향상하고 스캔 처리 시간을 크게 단축할 수 있습니다. 스캔 프로젝트의 길이에 따라 몇 시간 내에 증발하여 흔적을 남기지 않고 사라지는 배니싱 스프레이 또는 장기 프로젝트의 경우 나중에 손으로 씻어내야 하는 비 영구 스프레이를 선택할 수 있습니다.

Artec Eva로 스캔할 준비가 된 Superformance GT40의 매우 반짝이는 프런트 엔드.

이제 스캔을 위해 물체를 배치할 때이기도 합니다. 작은 물체는 턴테이블 위에 올려놓거나 데스크톱 3D 스캐너의 경우 Blu Tack과 같은 재사용 접착제를 사용하여 물체를 스캔 플랫폼에 고정할 수도 있습니다. 곁에 무선 휴대용 스캐너가 없을 경우 케이블이나 기타 장비로 인해 이동에 제한받지 않고 스캔하는 동안 물체 주위를 움직일 수 있는 충분한 공간을 확보하십시오.

대형 및 초대형 물체를 캡처하려면 장거리 레이저 스캐너를 사용해야 할 가능성이 높습니다. 이 경우 캡처하는 물체 또는 영역을 기준으로 스캐너를 배치하는 것이 중요합니다. 스캐너를 스캔 데이터와 전체 스캔 영역에서 충분히 겹칠 수 있는 새로운 유리한 위치로 이동시켜야 합니다. 현장에 있을 때 스캔 소프트웨어에서 스캔을 바로 검토하면 물체 또는 장면에 표면이 움푹 들어가거나 막혀서 완전히 캡처되지 않은 위치를 쉽게 식별하고 다시 스캔할 수 있습니다.

물체 3D 스캐닝

3D 스캐너의 기능과 스캔하는 물체의 크기/복잡도에 따라 캡처하는 데 몇 초에서 한 시간 이상 걸릴 수 있습니다. 하나의 스캐너가 모든 리버스 엔지니어링 프로젝트에 가장 적합한 솔루션이 될 수는 없습니다.

예를 들어, 휴대용 3D 스캐너 특히, 1mm 이하의 결과물을 제공하는 3D 스캐너로 하나의 가보 보석 세트를 캡처하는 것이 가능할 수 있지만, 이러한 보석으로 가득 찬 선반이 여러 개 있고 정기적으로 이러한 물체를 정기적으로 스캔해야 한다면 어떡할까요? 그런 경우 매우 작은 물체를 캡처하도록 설계된 자동화된 데스크톱 3D 스캐너를 고려하는 것이 좋습니다.

스캔 준비 중인 Artec Micro 데스크톱 3D 스캐너

또한 차체 또는 오토바이를 리버스 엔지니어링하려는 경우 시야각이 넓고 캡처 속도가 빠른 3D 스캐너, 엉키게 하는 케이블이나 다른 장비 없이 편리하게 이동할 수 있는 장치를 원할 것입니다.

물체의 한쪽 면을 스캔하고 표면을 모두 캡처한 후 필요에 따라 물체의 위치를 변경하여 물체를 완전히 캡처할 때까지 이 프로세스를 반복합니다.

위에서 언급한 대로 캠핑카, 건설 굴삭기 또는 심지어 Airbus A380-800 여객기와 같은 대형 또는 초대형 물체를 스캔하는 경우, 장거리 레이저 스캐너를 사용하는 것이 좋습니다.

스캔 처리, CAD 설계 및 적층 제조

3D 스캐너로 물체나 장면을 완전히 캡처한 다음 몇 번의 클릭과 선택만으로 다음 단계를 위해 준비된 깨끗하고 매우 정확한 물체의 다각형 메시를 얻을 수 있습니다. 이제 3D 스캔 데이터를 CAD 모델로 리버스 엔지니어링하는 데 한 걸음 더 다가섰습니다.

Artec Leo 스캔으로 만든 Dallara F399/01 경주용 자동차의 CAD 모델

스캔 소프트웨어에 scan-to-CAD 기능이 있는 3D 모델의 위치를 정확하게 지정하고 CAD 기본 도형에 맞추기 시작할 수 있습니다. 기본 도형은 3D 모델의 치수 및 형상과 완벽하게 일치하는 CAD 기반 도형이며, 3D 모델을 미리 이에 맞춤으로써 CAD로 가져올 때 3D 모델이 이미 완성되었거나 적어도 몇 단계 더 완성에 가까워졌을 수도 있습니다.

CAD 설계 작업

스캔 처리가 완료되면 3D 모델을 Geomagic Design X 또는 Geomagic for SOLIDWORKS와 같은 리버스 엔지니어링 CAD 프로그램으로 내보낼 수 있습니다. 이 시점에서 CAD 모델을 그리기 위해 3D 모델을 참조로 사용하는 프로세스가 마무리됩니다. 모델에 CAD 기본 도형을 맞춘 경우 리버스 엔지니어링 소프트웨어에서 사용할 수 있도록 CAD 물체로 내보내기만 하면 됩니다.

Geomagic Design X 소프트웨어에서 Volvo XC90의 새로운 배기 시스템 리버스 엔지니어링

CAD 시스템 내에서 기존 모델을 분석하고 그것을 원하는 만큼 또는 적게 맞춤화할 수 있습니다. 여기에는 원래 물체에 존재했던 (그리고 이전에 알려지지 않았을 수 있던) 비대칭, 변형 또는 기타 미묘한 불규칙성을 감지한 다음 이러한 문제를 극복하기 위해 CAD 모델을 수정하는 작업이 포함됩니다. 새로운 기능을 추가할 수 있으며 모양과 볼륨 등을 조정하여 전체 디자인을 확대 또는 축소할 수 있습니다.

요점:

CAD 소프트웨어를 사용하여 원하는 방식으로 물체의 3D 모델을 맞춤화하고, 가상 환경에서 새로운 설계를 테스트하고 제조에 필요한 모든 준비를 할 수 있습니다.

필요한 경우 CAD 모델을 전산 유체 역학 또는 FEA(유한 요소 분석) 시스템으로 가져와 다양한 조건이나 응력에서 모델을 테스트한 다음 정해진 공차 내에서 잘 머물면서 최대 성능을 달성하기 위해 물리적 설계 또는 재료를 변경하는 방법을 결정할 수 있습니다.

설계 작업이 완료되고 CAD 모델을 실제 세계로 가져올 준비가 된 후에는 아직 선택하지 않았다면 다양한 제조 기술을 선택할 수 있습니다. 여기에는 3D 프린팅 또는 고속 프로토타이핑으로 더 잘 알려진 적층 제조는 물론 기존의 주조 및 성형 공정, CNC 밀링 및 가공이 포함될 수 있습니다.

리버스 엔지니어링은 합법적으로 어떻게 실행됩니까?

의심할 여지 없이 전문 3D 스캐너를 사용하면 매우 복잡한 물체도 쉽게 리버스 엔지니어링할 수 있지만 유념해야 할 몇 가지 중요한 사항이 있습니다. 우선 첫째로, 리버스 엔지니어링하는 것이 상표 또는 특허가 있는 경우, 다른 복합재, 금속 또는 적층 제조 공정을 사용하더라도 동일한 부품이나 물체를 단순히 복제하여 판매를 시작할 수 없습니다. 그럴 수도 있지만, 그럴 경우 원래 제조업체의 변호사팀으로부터 빗발치는 전화도 예상해야 합니다.

요점:

리버스 엔지니어링 프로젝트를 진행하기 전에 사용 목적에 따른 잠재적인 법적 또는 조직적 영향을 주의 깊게 살펴보는 것이 개인적으로나 회사 차원에서 최선의 이익입니다.

현대의 지적재산권(IP) 법은 디자인 특허뿐만 아니라 영업 비밀, 저작권, 상표 등을 보호합니다. 3D 스캐너를 사용하는 것을 포함하여 단순히 디자인을 리버스 엔지니어링하는 것은 그 자체로 이러한 법률을 위반하는 것은 아닙니다. 그러나 법을 지키거나 법을 어기는 것은 리버스 엔지니어링 후 그 디자인으로 무엇을 하느냐에 달려 있습니다. 전문가들은 명확하게 하고 싶다면 원래 디자인을 수정해야 한다는 데 동의합니다. 특히 개인적이 아니라 상업적으로 사용하는 경우에는 수정을 많이 할수록 좋습니다.

실제 리버스 엔지니어링 프로세스 중에는 여러 프로토타입을 쉽게 만들어 보고 향후 개발을 위해 평가할 수 있습니다. 완전히 안전하려면 수정된 디자인이 반론의 여지가 없이 원래 제조업체(OEM)의 지적재산권 범위를 벗어나도록 하십시오. 오늘날 가까이 있는 최고의 3D 스캐닝 및 CAD 솔루션의 광범위한 기능을 통해 이러한 작업을 수행할 수 있습니다.

Brad DeBerti의 "The Performance Truck"을 위한 맞춤형 Tekk Consulting 섀시를 사용한 Artec Eva 스캔의 디지털 렌더링

요컨대, 리버스 엔지니어링 프로젝트를 진행하기 전에 사용 목적에 따른 잠재적인 법적 또는 조직적 영향을 주의 깊게 살펴보는 것이 개인적으로나 회사 차원에서 최선의 이익입니다. 이렇게 함으로써 부품, 일련의 부품 또는 기계를 리버스 엔지니어링할 수 있는 방법에 대한 계획을 현명하게 세운 다음, 그 결과로 나온 CAD 데이터를 합법적이고 효과적으로 사용하여 프로젝트 목표를 달성할 수 있습니다.

결론

매주 점점 더 많은 회사와 단체가 리버스 엔지니어링 요구를 충족하기 위해 전문 3D 스캐너를 선택하고 있습니다. 이러한 작업을 위한 다양한 다른 도구가 있지만 3D 스캐닝은 그 자체로 정확하고 빠르고 간편하며 경제적 시너지 효과가 입증되었습니다.

1mm를 훨씬 넘는 정확도를 요구하는 작고 조달이 불가능한 부품이든 대형 자동차이든 레저 차량이든 심지어 항공기 격납고 전체이든 리버스 엔지니어링해야 할 경우 빠르고 쉽게 그리고 예산 내에서 작업을 완료하도록 도와주는 3D 스캐너가 있습니다.

목차
Written by: 

Matthew McMillion

기술 기자

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