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QU’EST-CE QUE LA RÉTRO-INGÉNIERIE?

La rétro-ingénierie est le processus qui permet d’identifier les propriétés d’un objet physique en effectuant une analyse complète de sa structure, de ses fonctions et de ses conditions de fonctionnement. Les mesures de la géométrie de la surface totale de l’objet sont prises, soit manuellement, soit à l’aide de diverses technologies de mesure 3D, afin de créer une représentation numérique 3D de l’objet.

La rétro-ingénierie permet aux fabricants de comprendre comment une pièce a été conçue afin de la reproduire, de la modifier ou de l’améliorer.

La rétro-ingénierie est également connue sous le nom d’ingénierie inverse. Pour quelle raison? Les équipes de rétro-ingénierie travaillent « à rebours » du processus de conception original; elles partent du résultat final, déconstruisent le produit et effectuent des évaluations et des mesures afin d’obtenir les informations de conception physique.

 

Histoire de la rétro-ingénierie

Vintage CMM measuring component for reverse engineering

Si beaucoup de gens pensent que la rétro-ingénierie a commencé au 18e siècle avec l’apparition du système d’usine, ce n’est pas le cas. En fait, la rétro-ingénierie existe depuis les débuts de la civilisation, lorsque les humains fabriquaient des objets, tels que des roues, des chariots et même des infrastructures architecturales. Pour recréer ces objets, on avait recours à la rétro-ingénierie, aussi rudimentaire qu’elle ait été à l’époque. On prenait les dimensions de l’objet, en tout ou en partie, et on le reconstruisait.

Par exemple, l’armée romaine, qui ne disposait pas d’une marine permanente avant la première guerre punique, a été en mesure de réaliser une rétro-ingénierie d’une quinquérème carthaginoise en 264 avant Jésus-Christ. Grâce à la célèbre ingéniosité des Romains, ils ont créé et optimisé une flotte de 300 navires en 3 mois, capable de surpasser la flotte carthaginoise en nombre et en complexité de manœuvres navales.

Les techniques de rétro-ingénierie ont beaucoup évolué depuis ces époques révolues. Si la rétro-ingénierie a commencé par des applications militaires, elle est aujourd’hui utile dans de nombreux domaines différents, y compris la fabrication.

Au fil des ans, de nombreuses technologies différentes ont été utilisées par les fabricants afin d’acquérir les mesures d’un objet et de les importer dans un logiciel CAO pour la modélisation 3D.

Les machines de mesure tridimensionnelle (MMT), les systèmes de palpage et les bras articulés montés sur robot ont été largement utilisés pour la rétro-ingénierie et éliminent les problèmes associés aux méthodes manuelles. Le choix d’utiliser une technologie de mesure 3D plutôt qu’une autre dépend des niveaux de tolérance requis, de la densité de données, la vitesse de captation, des caractéristiques de la pièce, ainsi que de la ligne de visée et de la facilité d’utilisation de l’appareil.

Aujourd’hui, les fabricants utilisent de plus en plus les scanners 3D portables pour la rétro-ingénierie. Pour quelle raison? Ils génèrent des résultats très précis, fiables et reproductibles, tout comme les technologies susmentionnées. Cependant, ils sont plus rapides. Ils sont également faciles à utiliser par des opérateurs de tout niveau de compétence et les données 3D d’une pièce peuvent être acquises directement dans l’atelier de production.

 

Quand utilise-t-on la rétro-ingénierie?

Women using metraSCAN to scan prototype robot

Pour les fabricants, la rétro-ingénierie est un processus essentiel. Il existe de nombreuses utilisations courantes de la rétro-ingénierie.

La rétro-ingénierie est souvent utilisée lorsque les connaissances sur l’ingénierie d’une pièce sont limitées, que la documentation originale est manquante ou qu’il n’existe pas de dessins ou de modèles CAO en 2D ou en 3D. La rétro-ingénierie est particulièrement importante si les informations relatives à la conception d’une pièce sont uniquement sur papier ou dépendent de la mémoire humaine.

Les entreprises procèdent également à la rétro-ingénierie de pièces lorsque les pièces de rechange d’un fabricant d’équipements d’origine (OEM) ne sont pas disponibles, soit parce que l’OEM ne les fabrique plus, soit parce que l’OEM n’existe plus.

La rétro-ingénierie est également utilisée pour optimiser les assemblages pour la production et améliorer les produits avec de nouvelles fonctionnalités.

Les fabricants utilisent également les techniques de rétro-ingénierie pour améliorer une pièce défaillante ou pour reproduire des pièces ou des assemblages fabriqués à la main.

Parfois, la rétro-ingénierie est simplement utilisée pour constituer des archives numériques de pièces ou créer un environnement virtuel pour des références futures.

Quels sont les avantages de la rétro-ingénierie?

Scanned mesh representation of a mountain bike chainstay

La rétro-ingénierie est importante pour les fabricants à plusieurs égards.

La rétro-ingénierie permet de réduire les risques associés aux anciens produits et aux produits présentant des vulnérabilités. La rétro-ingénierie permet de reproduire des pièces de rechange ainsi que d’identifier et d’aider à corriger les défauts des produits.

En outre, la rétro-ingénierie peut accélérer l’innovation en matière de produits. Par exemple, une équipe d’ingénieurs peut explorer les conceptions de produits existants et chercher des moyens d’accroître leurs performances, d’améliorer leurs caractéristiques ou de trouver des moyens de réduire les coûts de production.

Les fabricants s’appuient sur la rétro-ingénierie pour produire rapidement des pièces plutôt que d’acheter des composants à un OEM qui peut avoir de longs délais de livraison et exiger des coûts plus élevés.

La rétro-ingénierie peut également constituer une stratégie clé dans le plan de maintenance proactive d’un fabricant. En procédant à la rétro-ingénierie de composants critiques avant qu’ils ne tombent en panne, un fabricant peut stocker des pièces de rechange et réduire les temps d’arrêt non planifiés.

 

Pourquoi utilise-t-on la rétro-ingénierie?

Three men using metraSCANs and C-Tracks to scan the interior fuselage of an airplane, with the 3D model

Les fabricants de nombreuses industries utilisent les processus de rétro-ingénierie pour optimiser leur production, obtenir un avantage concurrentiel et réduire les coûts. Voici les industries les plus courantes qui utilisent la rétro-ingénierie.

Industrie aérospatiale

L’industrie aérospatiale utilise la rétro-ingénierie pour :

  • Réaliser des analyses aérodynamiques
  • Élaborer des plans de maintenance pour les avions
  • Ajouter, améliorer ou réparer des composants d’avions
  • Fabrication d’outillage

Industrie automobile

Les fabricants d’automobiles effectuent souvent de la rétro-ingénierie pour :

  • Étudier la concurrence
  • Numériser des pièces d’anciens modèles de véhicules
  • Comprendre les problèmes liés aux composants du véhicule
  • Produire des pièces de rechange

Entreprises d’outillage

Les entreprises d’outillage s’appuient sur la rétro-ingénierie pour fabriquer des :

  • Gabarits
  • Fixations
  • Matrices
  • Moules
  • Pièces pour machines-outils et outils de coupe
  • Etc.

Produits de consommation

Les fabricants de biens de consommation optent pour la rétro-ingénierie pour :

  • Développer rapidement des prototypes
  • Tester et valider des conceptions
  • Analyser les produits de la concurrence
  • Documenter et archiver les différentes itérations de conception

Préservation de l’art et du patrimoine

Les experts du secteur de la préservation de l’art et du patrimoine ont recours à la rétro-ingénierie pour :

  • Recréer des œuvres d’art à des fins éducatives
  • La préservation numérique des arts visuels, comme les peintures, les sculptures, les objets archéologiques anciens et les bâtiments historiques
  • La restauration d’objets culturels

Découvrez une application concrète de la rétro-ingénierie

Comment les constructeurs automobiles utilisent-ils la rétro-ingénierie

En quoi consiste le processus de rétro-ingénierie?

Person scanning component with HandySCAN, generated mesh representation and CAD model

Avant de commencer un projet de rétro-ingénierie, il est important pour un fabricant de déterminer ses besoins exacts. Le fabricant souhaite-t-il reproduire un composant tel qu’il est (tel que construit), avec des défauts, de l’usure, etc.) pour analyser pourquoi la pièce ne fonctionne pas, identifier la raison pour laquelle il y a des problèmes avec un assemblage, ou pour reproduire un outillage existant?

D’un autre côté, un fabricant peut vouloir comprendre l’intention de la conception; en d’autres termes, dans ce cas, la rétro-ingénierie ne reproduirait pas les défauts et l’usure des pièces. Au contraire, le modèle 3D de la pièce serait parfaitement reconstruit et tous les paramètres de l’objet seraient corrigés.

Ensuite, le fabricant doit décider de la technologie de mesure 3D à utiliser, en fonction de l’application et de l’environnement dans lequel l’acquisition des données aura lieu.

Pour les besoins de cette explication, disons que le fabricant opte pour un scanner 3D portable. Un technicien préparera la pièce à numériser en fonction de la technologie de mesure 3D utilisée. Le technicien numérise ensuite la pièce à recréer, en capturant toutes les dimensions de la pièce.

Une fois la pièce entièrement numérisée, le fichier STL qui en résulte (maillage ou nuage de points) est importé dans un logiciel de numérisation vers la CAO, pour un processus de post-traitement. Ce processus nettoie, répare et affine les données. Il divise également l’objet en différentes régions et formes pour faciliter la construction ultérieure du modèle 3D. Enfin, le processus de post-traitement positionne l’objet dans le système de coordonnées (également appelé alignement).

Le fichier STL mis à jour est importé dans un logiciel de CAO doté d’outils de rétro-ingénierie ou d’une solution de rétro-ingénierie autonome. Un expert en rétro-ingénierie ou un designer industriel peut alors créer le modèle 3D tel quel ou générer le modèle 3D, y apporter des modifications et, si nécessaire, l’intégrer dans un assemblage.

Le fabricant peut produire un prototype du modèle 3D en l’envoyant à une imprimante 3D. Les experts peuvent évaluer si des travaux supplémentaires doivent être effectués sur le modèle 3D avant d’obtenir le résultat souhaité.

Une fois que le modèle 3D idéal a été créé, le fabricant peut alors produire la pièce, qu’il s’agisse d’une pièce unique ou d’une production en série.

 

Comment la numérisation 3D accélère-t-elle la rétro-ingénierie?

Exploded view of UTV parts from CAD models

Contrairement aux méthodes manuelles et aux autres technologies de mesure 3D, les scanners 3D portables accélèrent considérablement le processus de rétro-ingénierie.

Tout d’abord, ils sont rapides à mettre en place et peuvent souvent être utilisés directement dans l’atelier de production. Comme de nombreux fabricants le savent, les goulots d’étranglement au niveau de la MMT sont monnaie courante, ce qui entraîne inévitablement des retards pour tout projet de rétro-ingénierie ou de contrôle de la qualité. De plus, comme les scanners 3D sont faciles à utiliser, ils n’ont pas besoin d’être manipulés par un métrologue qualifié; dans le marché du travail actuel, les métrologues expérimentés sont difficiles à trouver et sont surchargés de travail. Les scanners 3D, qui peuvent être utilisés par des opérateurs de tout niveau de compétence, constituent donc une solution viable pour la rétro-ingénierie d’une pièce ou d’un assemblage.

Deuxièmement, les scanners 3D peuvent capturer des millions de points de données par seconde. En fonction de la pièce, un utilisateur peut réaliser une numérisation au maillage en quelques secondes. La vitesse des scanners 3D peut considérablement accélérer les flux de travail de rétro-ingénierie d’un fabricant.

Troisièmement, les scanners 3D sont très précis, quelle que soit la complexité de la géométrie ou la finition de surface d’une pièce. Cela élimine non seulement l’erreur humaine souvent associée aux mesures manuelles, mais aussi l’acquisition inefficace de données par aller-retour et la longue interprétation des résultats.

 

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L’avenir de la rétro-ingénierie

CAD model airplane engine with digital twin

L’avenir de la rétro-ingénierie s’annonce très prometteur. Avec la poursuite des innovations technologiques dans le domaine des équipements de mesure 3D et des logiciels de rétro-ingénierie, les flux de travail de rétro-ingénierie deviendront encore plus efficaces et sophistiqués à mesure que les fabricants chercheront à accroître l’efficacité de leurs produits, à développer de nouvelles solutions et à améliorer leurs processus de production et leurs résultats.

L’importance de la rétro-ingénierie dans la fabrication est indéniable. Elle ouvre la porte à une innovation sans précédent.

ARTICLE ÉCRIT PAR Creaform

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