Son güncelleme: 23.08.2023
Tersine Mühendislik, genel anlamda herhangi bir yapının, sistemin veya mekanizmanın analiz edilerek işlem aşamalarını, uygulanan tekniklerini ve kullanılan mühendislik teknoloji ve yöntemlerini tahlil etme işlemidir.
Mühendislik ve Tersine Mühendislik
Tersine mühendislik kavramını irdelemeden önce, mühendislik kavramına değinelim. Mühendislikten hareketle tersine mühendisliğin amacını tanımlayalım. Mühendislik, en genel anlamda teknik ve teorik bilgileri pratik bilgilere dönüştürme tekniğidir. Bu bağlamda mühendislik, fikir, teknik ve metodoloji üzerinden bir ürün veya sistem ortaya koyar. Tersine mühendislik ise var olan bir ürün veya sistemi inceleyerek bunları ortaya çıkaran fikir ve tekniğe ulaşmaya çalışır. Tersine mühendislik, gerçekleştirilen ürün ve sistemlerdeki mühendislik fikrini ve tekniğini ortaya çıkarmaya çalıştığından mühendisliğin temelidir, diyebiliriz.
Tersine mühendislik ile inceleme, analiz ve araştırma yapılırken pek çok metot, bilgi ve teknik ortaya çıkarılmakta ve karşılaştırılmaktadır. Bu sebeple yeni buluşlar ve fikirler ortaya koymak üzere mühendislik bilimine ve gelişmesine zemin hazırlamaktadır.
Tersine Mühendislik Tipleri ve Uygulama Alanları
Tersine mühendisliği uygulama metoduna istinaden tiplerine göre mekanik, elektrik-elektronik ve yazılım alanlarına ayırabiliriz. Tersine mühendlsik günümüzde yaygın olarak mekanik alanda tasarım, modelleme ve imalat sektöründe kullanılmaktadır. Mekanik alanda bilgisayar destekli tasarım (CAD), bilgisayar destekli imalat, (CAM) ve bilgisayar destekli mühendislik (CAE) yazılımları ürün çıkarma ve imalat sürecini hızlandırarak ürün çıkarma prosesini kolaylaştırmıştır. Böylelikle sanal ortamda oluşturulan veriler ve modellemeler ürüne dönüştürülmektedir. Tersine mühendislik de bu prosesi ters bir şekilde ele alarak sanal veriye ulaşmayı amaçlamaktadır. İmal edilen bir ürünü çeşitli ekipmanlar ile ölçerek ve tarayarak ürün özelliklerini sanal ortama aktarıp CAD ile modelleme ve tasarım yapılan veriye dönüştürmektedir.
Tersine mühendisliğin yaygın uygulama alanları aşağıdaki gibidir.
-Eklemeli Üretim (Additive Manufacturing): 3 boyutlu yazıcılar ile parça üretimi sağlanmakta olup tersine mühendislikte popüler bir uygulama alanına sahiptir.
-Orijinal Parça Tedarik Etme: Tedarikçi firma istenilen bileşeni üretmiyorsa ve teknik resimler yok ise tersine mühendislik ile bu ürün elde edilebilir.
-Eski Parçaları Yenileme: Eski yıllarda üretilmiş ve teknik resimleri olmayan bileşenler için tersine mühendislik ile modeli ve modelin sanal verisi oluşturulabilir.
-Rakip Ürün Analizi: İlgili sektörde yer alan rakiplerin ürünleri incelenerek analiz edilebilir ve benzer ürün ve tasarım mantığı çıkartılabilir.
-Sanal Veri Kütüphanesi: Çok eski yıllarda üretilmiş ürünler veya tarihi eserler tersine mühendislik ile dijitalleştirilip saklanabilir ve CAD modeli olarak korunabilir.
Tersine mühendisliğin bu uygulama imkanları pek çok sektörde kullanım olanağı sağlamıştır. Savunma sanayi, tıbbi cihazlar ve malzemeler, robotik, elektronik ürünler, imalat, arkeoloji gibi pek çok sektörde kullanılabilmektedir. Eski yıllarda da tersine mühendislik tekniklerinin kullanıldığını görmek mümkündür. Savunma sektöründe, II.Dünya Savaşı zamanında Jerry Benzin Bidonu, Tupolev Tu-4 Bombardıman Uçağı, V2 Roketi gibi sistemler tersine mühendislik ile kopyalanarak geliştirilmiştir. Benzer şekilde Amerikan F16 jet uçak yazılımları da yazılım ters mühendisliği ile keşfedilerek F16 benzeri jet uçakları üretilebilmiştir.
Tersine Mühendislik Süreci
Tersine mühendislik sürecinde ürünü sanallaştırma, yeniden düzenleme ve tasarlama işlemlerini yapmak için en yaygın kullanılan metot tarama cihazlarıdır. Söz konusu cihazlar ile ürün ölçülür ve detayları alınıp dijital bir veri şeklinde CAD programlarında düzenlenebilir.
Tarama cihazları Problu (Temas eden) ve Probsuz şekilde iki gruba ayrılabilir. CMM (Coordinate Measuring Machine Koordinat Ölçme Makinesi) ile problu yani temas ederek işlem gerçekleştirilirken 3 Boyutlu Lazer ve 3 Boyutlu Optik Tarayıcılar ile temas etmeden işlem yapılmaktadır.
CMM (Coordinate Measuring Machine-Koordinat Ölçme Makinesi): Bu cihazda bir prob model üzerinde temas ettirilerek modelin x,y ve z koordinat bilgileri alınır ve cihazda bulunan bilgisayara aktarılır. Bu sistemde probun ürüne değmesi gerektiğinden karmaşık forma sahip ürünlerde zaman alması ve işlem zorluğu gibi dezavantajı bulunmaktadır.
3D Laser Scanner (3 Boyutlu Lazer Tarayıcı): Bu cihazda lazer hüzmesi kullanılarak tarama işlemi gerçekleştirilir. Parçanın ölçüm yapılmak istenen bölgelerine yollanan lazer ışını, parçadan dönüş hızı ve yansıması ile ölçüm yapılır. Lazer ışını doğrusal hareket ettiği için düz ve temiz yüzeylerde (Arabaların kaportaları vb.) işlem daha kolay gerçekleştirilir. Lazer ışınının geri dönmesinin zor olduğu karmaşık şekilli modellerde ve girinti-çıkıntı bulunan nesnelerde önerilen bir tarama uygulaması değildir.
3D Optical Scanner (3 Boyutlu Optik Tarayıcı-Topometrik Görüş): Bu sistemde taranacak olan model belirli bir mesafe ile tripod üstünde duran bir kamera önüne konulur. Söz konusu kamera ile tarama işlemi gerçekleştirilir. Kamera yardımıyla üç boyutlu koordinatlar hesaplanır. Nesnenin tamamının taranması için birden fazla görüş açısı veya bir başka deyişle kamera kullanılması gerekebilir. Günümüzde, bilgisayar-makine görüşü yazılım ve donanım teknolojisinin gelişimiyle birlikte karmaşık yüzey ve unsurlara sahip nesnelerin modellerinin oluşturulabilmesi mümkün hale gelmiştir.
Temas etmeyen tarama cihazları ile temas eden tarama cihazlarına kıyasla zamandan daha çok tasarruf edilebilmektedir. Temassız cihazlar maliyet açısından da uygundur. Tarama cihazları ile model tarandıktan sonra dijital bir nokta bulutu elde edilmektedir. Elde edilen bu nokta bulutu CAD ve ona yardımcı yazılımlar ile işlenebilmektedir.
Additive Manufacturing (Eklemeli Üretim)
Tersine mühendisliğin en yaygın ve en popüler uygulama alanı Eklemeli Üretimdir. (Additive Manufacturing). Yaygın olarak kullanılan frezeleme, tornalama gibi talaşlı imalat metotlarıyla yani belirli bir parçanın mekanik olarak kesilerek veya çıkarılarak üretilmesi işlemleri zaman, parça ve maliyet kaybına neden olmaktadır. Günümüzde giderek popülerleşen eklemeli üretim, 3 Boyutlu Yazıcılar(3D Printer) ile sağlanmaktadır. Böylelikle ortaya çıkarılmak istenen ürün bir parçayı eksilterek değil ürünü ortaya çıkaracak optimum malzeme ile elde edilmektedir. Bu sayede malzemeden tasarruf edilebilir, üretim maliyetleri düşürülebilir ve ürünün nihai şekline daha çabuk erişilebilir.
Eklemeli üretim için kullanılan 3 Boyutlu Yazıcılar çeşitli tiplere sahiptir. Aşağıda bu yazıcı tipleri ve kısa açıklamaları yer almaktadır.
FDM (Fused Deposition Modeling): Günümüzde en çok kullanılan ve en yaygın yazıcı tipidir. PLA, ABS gibi plastik malzemeyi nozul ucundan ısıtarak sıcak tabla üzerine 3 lineer eksen hareketi ile plastikler eklenerek ürün elde edilmektedir.
SLA (Stereolithography): Polimer sıvı tank içinden kademeli olarak yükseltmeyle birlikte bu sıvıya uygulanan ultraviyole lazer ışınları ile sıvının katılaşması vasıtasıyla model üretimi yapılan yazıcı tipidir.
DLP (Digital Light Processing): SLA ile benzer yapıya sahip bir metottur. Bu teknikte de yine SLA’de olduğu gibi reçine olarak adlandırılan polimer sıvının lazer ışını ile katılaştırılması aracılığıyla ürün elde edilir. SLA’den farklı olarak lazer kaynağı özel bir projeksiyon cihazı ile sağlanmaktadır.
SLS (Selective Laser Sintering): SLA yazıcı tipine benzer şekilde lazer ile katı model üretimi gerçekleştirilir. SLA’den en büyük farkı akışkan sıvı yerine toz malzeme kullanılmasıdır. Bu teknik ile cam, seramik, naylon ve alüminyum gibi malzemeler kullanılarak üretim gerçekleştirilmektedir.
SLM (Selective Laser Melting): Bu teknik SLS tekniğine çok benzemektedir. Bu teknik ile yine toz malzemenin lazer ışınıyla katılaştırıması şeklinde ürün elde edilir. Bu metotta alüminyum, paslanmaz çelik, krom, titanyum gibi metal imalat sektöründe tercih edilen malzemeler kullanılmaktadır.
EBM (Electron Beam Melting): SLM tekniğindeki gibi metal malzemeler kullanılarak üretim yapılmaktadır. Güç kaynağı olarak SLM tekniğinden farklı olarak Elektron Işını kullanılarak metal eritme yapılır ve sonrasında katılaştırılarak ürün elde edilir. Yüksek sıcaklıklar kullanılarak işlem yapılmakta olup uzun sürede işlem yapılmaktadır ve maliyetli bir yöntemdir. Tıp ve havacılık sektöründe kullanılmaktadır.
LOM (Laminated Object Manufacturing): Kağıt, plastik ve metal laminat tabakalar kullanılarak basınç ve ısı yardımıyla katmanlı olarak üretim gerçekleştirilir. Bıçak ve lazer kesim ile düzenlemeler yapılarak ürün elde edilir.
Eklemeli üretim ile yukarıda bahsi geçen yazıcılar yardımıyla tarama cihazlarından alınan STL datalar, mesh yapılar işlenerek doğrudan imalata geçebilmek mümkün hale gelmiştir. Böylelikle imalat süreci farklı bir noktaya getirilebilmektedir. Eklemeli üretim ile günümüzde gıda ve biyolojik modeller de artık üretilebilmektedir.
Tersine Mühendislik için Kullanılan Yazılımlar
Tersine Mühendislik sürecinde ürünü dijitalleştirme ve katı CAD modeli haline getirmedeki yardımcı rol tersine mühendislik yazılımlarıdır. Söz konusu yazılımlar ile modelleme ve tasarımın yapılamadığı nokta bulutları ve mesh yapılar katı modele dönüştürülebilir ve tasarım yapılabilir hale getirilmektedir.
Tarama cihazlarından alınan verilerin nokta bulutu olduğundan bahsetmiştik. Nokta bulutu olarak alınan dijital dosyalar, söz konusu yazılımlar ile değiştirme, yeniden tasarlama, geliştirme, düzenleme vb. gibi işlemleri gerçekleştirmeyi mümkün kılmaktadır.
Bu yazılımlara pek çok örnek verilebilir. SOLIDWORKS içinde eklenti olarak çalışan ve programa entegre Geomagic for SOLIDWORKS yazılımı ile STL, nokta bulutu, mesh dosyalar üzerinden modelleme ve tasarım gerçekleştirilebilmektedir.
Geomagic for SOLIDWORKS ile Nokta bulutu veya mesh modellerinizi katı/yüzey modellere dönüştürebilir, referans düzlem ve noktalar oluşturabilir, oluşan düzlemler üzerine mesh modeli referans alan çizimler oluşturabilirsiniz. Karmaşık modellerinizin üzerinde yer alan yüzeyleri veya o bölgenin eğrilerini elde edebilirsiniz.
Geomagic for SOLIDWORKS yetenek ve özelliklerini incelemek için web sitemizi buradan ziyaret edebilirsiniz.
Geomagic for SOLIDWORKS ile ilgili içeriklere buradan erişebilirsiniz.
