Reverse Engineering: Konstruktionen auf Herz und Nieren untersuchen

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Was passiert, wenn eine teure Spezialmaschine kaputt geht und Ihnen die Originalzeichnungen oder -modelle fehlen, um das Problem zu diagnostizieren oder zu beheben? Und was geschieht, wenn Sie neue Formen, Modelle oder Teile für eine ältere Anlagen erstellen müssen und Sie keine Konstruktionsdokumentation (Zeichnungen oder CAD-Modelle) als Arbeitsgrundlage haben?

In beiden Fällen könnte das Reverse Engineering der vorhandenen Anlage oder Maschine die beste und kostengünstigste Maßnahme sein. Nachdem die Daten der vorhandenen Objekte erfasst und wieder in das digitale Modell eingelesen wurden, können Ingenieure sie manipulieren und bei Bedarf rekonstruieren, um entweder das Produkt zu reproduzieren oder ein Problem mit einem vorhandenen Produkt zu lösen.

Für das Reverse Engineering müssen Hardware und Software perfekt aufeinander abgestimmt sein. Mit der Hardware wird das Objekt vermessen, mit der Software wird daraus ein 3D-Modell rekonstruiert. Das Objekt kann mithilfe von 3D-Scanner-Technologien vermessen werden, z. B. mit Koordinatenmessgeräten (CMM), Laser-Scannern, Streifenprojektionssensoren oder Computertomografen.

Mehrere Faktoren haben zur Ausbreitung von Reverse Engineering beigetragen. Die Vorlaufkosten für Reverse Engineering sind gesunken, die Hardware ist kleiner und benutzerfreundlicher geworden, die Software ist ebenfalls einfacher in der Bedienung, und die Umwandlung und Verwaltung von eingescannten Daten wurden vereinfacht.

Reverse Engineering in der Hand

Es gab enorme Fortschritte bei der 3D-Scanner-Technologie, insbesondere bei kontaktlosen optischen Flächendigitalisierern. Diese Scanner oder Digitalisierer sind tragbar und bezahlbar und können Punktdaten schneller und präziser als je zuvor erfassen. Ihre Tragbarkeit ist besonders dann von Vorteil, wenn große Anlagen im Feld digitalisiert werden müssen.

Tragbare Laser-Scanner können Zehntausende von Punkten pro Sekunde mit hoher Genauigkeit erfassen und werden in der Technik vielseitig eingesetzt. Handheld-Scanner können überall zur Digitalisierung von 3D-Flächen in Echtzeit eingesetzt werden. Die gewonnenen Daten können direkt in CAD-Systeme eingespeist werden, wodurch das Reverse Engineering zusätzlich beschleunigt wird.

Mit der verbesserten Hardware ist auch die Nachfrage nach geometrischer Modellierungstechnologie und nach Software-Tools gestiegen, die große Mengen von Datenpunkten verarbeiten und in nützliche Formen umwandeln können, beispielsweise in nicht einheitliche, rationale B-Spline-Flächen (NURBS). Viele führende Softwarepakete für Reverse Engineering sind jetzt in CAD-Tools integriert, sodass die Benutzer nicht erst in der Bedienung neuer Systeme geschult werden müssen.

Automatische Flächenbearbeitungstools, die Punktwolken automatisch in NURBS-Flächenmodelle konvertieren, wurden ebenfalls entwickelt und in handelsübliche Software-Tools integriert. Diese aus Punktwolkendaten konvertierten NURBS-Flächenmodelle können für technische Anwendungen wie Wartung, Reparatur und Instandsetzung, Teileinspektion und -vermessung sowie die Kalibrierung genutzt werden.

Wissenschaftlern gelingt Reverse Engineering einer Qualle

Um die Arbeitsweise von menschlichem Herzgewebe besser zu verstehen, haben Wissenschaftler in Harvard durch Reverse Engineering einer Qualle eine künstliche Qualle aus Silikon und Rattenzellen geschaffen. Es klingt zwar weit hergeholt, doch die Wissenschaftler erkannten Ähnlichkeiten in der Bewegungsweise von Quallen, die mithilfe eines Muskels Wasser durchpumpen, und dem menschlichen Herzen, das Blut pumpt.

Was hat das also mit Reverse Engineering zu tun? Einfach gesagt musste das Team herausfinden, wie Quallen funktionieren. Es musste jeden Bestandteil nachbauen und zusammenfügen, darunter auch Dinge wie die Anordnung der Muskeln, die Bewegung des Körpers und die Wirkung der Flüssigkeit innerhalb und außerhalb des Körpers auf die Bewegung.

Laut dem Forscher Kit Parker machte das Team sofort eine interessante Entdeckung: Die elektrischen Signale, mit denen Quallen den Pumpvorgang koordinieren, sind identisch mit denen des Herzens. Letztendlich ist das Ziel der Untersuchung, eine Möglichkeit zu finden, das menschliche Herzen nachzubauen, doch kurzfristig sehen die Forscher Möglichkeiten, die künstliche Qualle bei Tests von Medikamenten einzusetzen, die den Pumpvorgang verbessern sollen.

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