Reverse Engineering ist der Prozess der Analyse eines Produkts, Geräts oder Systems, um dessen Aufbau, Konstruktion oder Funktionalität zu verstehen. Dabei werden die Komponenten und die Struktur eines vorhandenen Objekts zerlegt und untersucht, um eine detaillierte Darstellung oder ein Modell davon zu erstellen. Das Hauptziel des Reverse Engineering besteht darin, nützliche Informationen oder Wissen darüber zu extrahieren, wie etwas funktioniert oder konstruiert wird, ohne über Zugang zu seiner ursprünglichen Konstruktionsdokumentation oder seinen Spezifikationen zu verfügen.
- Produktentwicklung: Um Konkurrenzprodukte zu verstehen oder bestehende Konstruktionen zu verbessern.
- Fertigung: Um ausgesonderte oder veraltete Teile neu zu erstellen, Fertigungsprozesse zu verbessern oder Produktionsprobleme zu beheben.
- Software: Um Softwarecode zu analysieren und zu verstehen, interoperable Softwarekomponenten zu erstellen oder Patches für Sicherheitslücken zu entwickeln.
- Sicherheit: Um Schwachstellen oder Schwachstellen in Hardware- oder Softwaresystemen für Cybersicherheitszwecke zu identifizieren.
- Forensik: Zur Analyse und Rekonstruktion von Unfällen, Ausfällen oder Vorfällen, an denen mechanische oder elektronische Systeme beteiligt sind.
Wichtige Schritte beim Reverse Engineering
- Das Objekt erlangen
Der erste Schritt beim Reverse Engineering besteht darin, das Objekt oder Produkt zu erwerben, das analysiert werden soll. Dabei kann es sich um ein physisches Gerät, eine mechanische Komponente, eine elektronische Schaltung, einen Softwarecode oder einen anderen materiellen oder immateriellen Gegenstand handeln.
- Demontage oder Rückbau
Reverse Engineers zerlegen das Objekt, entweder physisch oder virtuell, um auf seine einzelnen Komponenten und die interne Struktur zuzugreifen. Dabei kann es sich um das Zerlegen mechanischer Teile, das Öffnen elektronischer Geräte oder das Untersuchen von Softwarecode handeln.
- Analyse und Dokumentation
Sobald das Objekt zerlegt ist, analysieren und dokumentieren Reverse Engineers seine verschiedenen Komponenten, Materialien, Abmessungen, Verbindungen und Funktionen. Sie können Werkzeuge wie Messschieber, Mikroskope, Scanner oder Softwareprogramme verwenden, um Daten zu erfassen und eine detaillierte Dokumentation zu erstellen.
- Konstruktion und Funktionalität verstehen
Reverse Engineers versuchen, die Konstruktionsprinzipien, technischen Entscheidungen und die Funktionalität des zu analysierenden Objekts zu verstehen. Dabei wird untersucht, wie verschiedene Bauteile miteinander interagieren und wie sie zum Gesamtbetrieb des Systems beitragen.
- Rekonstruktion oder Replikation
Basierend auf den während der Analysephase gesammelten Informationen können Reverse Engineers das Objekt mithilfe von CAD-Software, 3D-Druck, Schaltungsdesign-Tools oder anderen Fertigungstechniken rekonstruieren oder replizieren. Auf diese Weise können sie ein Replikat oder eine modifizierte Version des ursprünglichen Objekts erstellen.
Beispiele für Reverse Engineering bei der Produktentwicklung
Wettbewerber nutzen oft Reverse Engineering, um Produktstärken zu finden, die sie übernehmen können, oder Schwächen, die sie verbessern können. Reverse Engineering kann auch verwendet werden, um Informationen zu finden, die verloren gegangen oder nicht verfügbar sind – z. B. bei der Überarbeitung der Arbeit einer anderen Person oder der Verfolgung der Arbeit eines Kriminellen. Reverse Engineering ist auch nützlich, um physische Modelle oder Prototypen in CAD-Dateien (Computer Aided Design) zu digitalisieren. Moderne Konstruktionssoftware verfügt in der Regel über integrierte Reverse Engineering-Funktionen, um dies zu erreichen.
Reverse Engineering einer Produktkonstruktion anhand eines 3D-Scans
Es gibt Zeiten, in denen es entweder notwendig oder vorteilhaft ist, ein bestehendes Produkt oder eine bestehende Struktur zu analysieren, um ein ähnliches Produkt zu erstellen. Reverse Engineering kann Probleme lösen, ein aktuelles Modell verbessern oder sogar das Modell eines Mitbewerbers analysieren, um ein ähnliches Produkt zu entwickeln. Reverse Engineering bei der Produktentwicklung beginnt mit einem fertigen Produkt und zerlegt dieses, um ein ähnliches Produkt besser zu entwerfen.
Reverse Engineering durch einfaches 3D-Scannen
Ein 3D-Scan-zu-CAD-Workflow unterstützt Konstrukteure dabei, die Herausforderungen des Reverse Engineering zu meistern, wie z.B. die Verbesserung oder Neuerstellung eines bereits vorhandenen Objekts, für das keine Konstruktionsdokumentation verfügbar ist. Nach dem 3D-Scannen eines Objekts für das Reverse Engineering kann die Datei in Formaten wie STL oder OBJ direkt in die 3D-CAD-Software importiert werden.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass 3D-Scanner kein fertiges Modell ausgeben, sondern Punktwolken- oder Polygonnetzdaten. Dies hat zur Folge, dass die 3D-gescannten Daten in einer CAD-Software weiter modelliert werden müssen.
Mit Siemens Software können die gescannten Daten als Facetten eingebracht werden, sodass die Zuordnung von Oberflächen, die Erzeugung von Volumenkörpern oder andere manuelle Schritte zur Erzeugung von Formen entfallen.
Scan zu CAD
Der 3D-Scan-zu-CAD-Workflow besteht aus mehr als nur einem „Knopfdruck“ und für das Reverse Engineering sind die Fähigkeiten hochqualifizierter Konstrukteure erforderlich.
Kontinuierliche technologische Verbesserungen minimieren die manuelle Arbeit, in die der Konstrukteur investieren muss, um hochwertige 3D-CAD-Modelle zu erstellen, die für die traditionelle Fertigung oder den 3D-Druck verwendet werden. Heute importiert die 3D-CAD-Software, die als Teil eines 3D-Scan-zu-CAD-Workflows verwendet wird, die gescannten Daten als Facetten, sodass keine Oberflächen abgebildet, Volumenkörper erstellt oder andere manuelle Formen erstellt werden müssen.
3D-Netz durch 3D-Scannen
3D-Scanner sind so ausgestattet, dass sie Objekte aller Formen und Größen scannen können. Spezialisierte Sensoren scannen das Objekt aus mehreren Blickwinkeln und wandeln das Objekt in ein 3D-Netz um.
Es gibt mehrere 3D-Scantechnologien:
- 3D-Scannen mit strukturiertem Licht
- 3D-Scannen durch Lasertriangulation
- Laserpuls-3D-Scannen
- Kontaktbasiertes 3D-Scannen
- Photogrammetrie
Qualitätskontrolle als Teil des Konstruktionsprozesses
Qualitätsmanagement sollte immer Teil des Konstruktionsprozesses sein. Um der steigenden Nachfrage nach der Digitalisierung hochwertiger Entwürfe und CAD-Modelle gerecht zu werden, ist das 3D-Scannen in CAD entscheidend, um Produkte schneller und fehlerfrei auf den Markt zu bringen. Da die Qualitätsanforderungen und -prozesse immer komplexer werden, wird die Modellierung gescannter Teile zu einer immer größeren Herausforderung.
Ein 3D-Scan stellt das reale Objekt einschließlich Defekten genau dar. Im Rahmen des 3D-Modellierungsprozesses wird das gescannte Teil inspiziert und eine Farbabweichungskarte kann erstellt werden, um Verformungen oder fehlende Teile zu erkennen.
Darüber hinaus können Sie mit der 3D-CAD-Software für Reverse Engineering vergleichen, ob verschiedene gescannte Teile die richtigen Abmessungen haben, oder Sie können die Einstellungen von zwei ähnlichen Maschinen vergleichen, um festzustellen, ob es Unterschiede in der zu korrigierenden Ausrichtung gibt.
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