L'ingénierie inverse trouve de plus en plus d'applications dans le secteur industriel et transforme les processus de conception classiques à 180 degrés. Cette technologie permet d'améliorer des objets existants, de les compléter par des éléments supplémentaires ou de créer de nouveaux produits innovants avec des paramètres strictement définis.
Qu'est-ce que l'ingénierie inverse et dans quelles situations constitue-t-elle une solution optimale ?
L’ingénierie inverse ou la rétro-ingénierie est un processus qui permet de recréer dans l'espace numérique un objet physiquement existant à l'aide d'un scanner et d'un logiciel approprié, de manière à pouvoir développer des copies fidèles, des versions améliorées ou un produit connexe entièrement nouveau. Il s'agit d'un renversement de la conception assistée par ordinateur (CAO) traditionnelle, où un modèle 3D est d'abord créé, puis mis en production.
« Dans les méthodes traditionnelles de CAO, nous créons d'abord un modèle informatique de l'objet en implémentant les dimensions et les caractéristiques fonctionnelles sur des modèles 3D, puis nous le transformons en un objet matériel. En rétro-ingénierie, l'ordre des étapes du processus est différent. Dans les processus d'ingénierie inverse, c'est l'objet matériel qui est scanné et transformé en modèle 3D, et la documentation reproduite par d'autres méthodes. » explique Géraldine Chabirand, designeur ID Lab, spécialisée dans l’ingénierie inverse.
Cette technologie est utilisée dans de nombreuses circonstances et environnements. Elle permet, entre autres, de reproduire des objets qui ne disposent pas de documentation technique, comme des pièces de voitures anciennes ou des machines. C'est également une excellente solution lorsqu'il s'agit d'améliorer un produit existant ou d'en contrôler la qualité. Mais cette technologie a bien d'autres applications.
Objectifs de l'ingénierie inverse
À l'époque de la guerre froide, la rétro-ingénierie évoquait des connotations négatives en tant que processus permettant aux pays communistes de copier des produits et des équipements d'origine occidentale. Aujourd'hui, elle est principalement utilisée pour améliorer, réparer ou contrôler la qualité des produits dans les processus de fabrication. Avec la rétro-ingénierie, il est possible non seulement de scanner un appareil donné et, sur la base de son modèle 3D, de recréer le composant manquant, mais aussi l'ensemble de la documentation technique. Il est important de noter que la conception peut également avoir lieu dans un environnement créé numériquement où l'objet est utilisé, en tenant compte des différents facteurs qui l'affectent, y compris le temps. Cela permet de l'adapter ou de l'innover.
Étapes du processus d'ingénierie inverse
La première étape est l'acquisition, c'est-à-dire la numérisation de l'objet et l'analyse des données ainsi acquises. Les données sont ensuite traitées à l'aide de logiciels appropriés tels que la CAO, ce qui permet d'obtenir un modèle 3D prêt pour les opérations ultérieures. Dans l'étape suivante, il est soumis à une vérification pour voir s'il reflète fidèlement l'original et, si nécessaire, à une optimisation ou à une modernisation. Enfin, le modèle est transféré dans un logiciel de FAO (fabrication assistée par ordinateur) pour mettre en œuvre le processus de fabrication.
Avantages de l'ingénierie inverse
L'ingénierie inverse permet non seulement d'obtenir des produits améliorés, mais aussi, grâce à l'imagerie précise d'objets réels, de créer facilement et rapidement des composants et des détails correspondants. Cela permet d'éliminer les erreurs coûteuses et les imperfections de la modélisation manuelle. La technologie vous permet de créer instantanément plusieurs variantes d'un même produit et de l'améliorer sans encourir de dépenses supplémentaires. Tout cela se traduit par une réduction du temps et du coût de production de nouveaux produits, ce qui n'aurait pas été possible avec les méthodes traditionnelles. En outre, la numérisation 3D et la modélisation numérique ouvrent des horizons d'innovation entièrement nouveaux.
Comment l'ingénierie inverse est-elle utilisée dans la pratique ?
Des exemples d'applications pratiques de l'ingénierie inverse peuvent être observés dans de nombreux domaines de la production industrielle. Elle est aujourd'hui si répandue qu'elle influence non seulement la conception des produits, mais aussi les emballages et les contenants personnalisés. Dans notre laboratoire ID, nous participons quotidiennement à la conception numérique d'emballages de transport pour de nombreux secteurs, tels que l'automobile, les produits de grande consommation, l'ameublement, l'électronique et bien d'autres encore.
Application de la rétro-ingénierie dans les laboratoires d'identification – Rétro-ingénierie 3D
ID Lab, le centre de recherche et de développement de Knauf Industries, dispose d'une unité spécialisée chargée de fournir des services d'ingénierie inverse aux entreprises de fabrication.
L'objectif de ces activités peut être, par exemple, la modernisation de pièces et de dispositifs, et bien d'autres encore. Dans certains cas, nos clients nous fournissent une pièce physique et il nous incombe de concevoir un emballage optimal pour un ensemble de pièces. Chez ID Lab, nous sommes régulièrement sollicités par nos clients du secteur automobile pour ce type de tâche et nous excellons déjà dans la conception d'emballages consignés personnalisés pour toutes sortes de composants automobiles. Par conséquent, grâce à la méthode de rétro-ingénierie, nous sommes en mesure de résoudre de nombreux problèmes de nos clients, et nous le faisons avec succès à de nombreuses reprises.
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Application de l'ingénierie inverse dans l'industrie automobile
Grâce à des méthodes de mesure précises, il est possible de concevoir et de produire des emballages pour tout type de pièce automobile en PSE ou en polypropylène expansé, même avec des formes très complexes. La protection adéquate du produit pendant le transport est cruciale, en particulier pour les composants électroniques sensibles. L'ingénierie inverse permet de créer des emballages parfaitement adaptés à la pièce physique.
« Dans certains projets, pour différentes raisons, les clients ne pouvaient pas fournir de fichiers 3D pour créer l'emballage. Cependant, en disposant des pièces physiques, il est possible d'effectuer une rétroconception pour fournir un fichier 3D et, ensuite, je peux créer l'emballage approprié, adapté aux exigences du client » – dit Géraldine Chabirand
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Application de l'ingénierie inverse dans l'industrie de l'imprimerie
L'un des défis auxquels les ingénieurs de Knauf Industries ont été confrontés a été de concevoir des raccords de protection pour les cartouches d'imprimante à partir d'une pièce fournie par le client.
– L'objectif était de créer un emballage de protection en polystyrène expansé pour une cartouche emballée dans une boîte en carton. Le client ne pouvait pas fournir les fichiers 3D nécessaires à la conception de l'emballage, mais il nous a apporté une pièce physique. Sur la base de cette pièce, j'ai effectué une conception inverse pour obtenir le fichier 3D, puis j'ai pu créer des formes protectrices insérées sur les deux faces de la boîte en carton.
Grâce au service DFM (Design for Manufacturing), il a été possible de réduire le délai de mise sur le marché, de créer un produit innovant et de réduire l'intensité de la main-d'œuvre de l'ensemble du processus.
Appareils de mesure de pointe – essentiels au processus
En clair, un équipement de numérisation 3D avancé est une condition préalable à la fourniture de services dans le domaine de la rétro-ingénierie. Dans le laboratoire ID de Knauf Industries, nos ingénieurs en plasturgie ont un large accès aux appareils de mesure les plus performants. Ils sont capables de traduire des formes physiques complexes en modèles 3D qui servent ensuite de base à la conception d'un emballage correct et efficace pour les composants. Grâce à notre expérience en ingénierie, ce processus difficile et fastidieux se déroule sans heurts, ce qui permet de concevoir un emballage impeccable et 100 % personnalisé pour nos clients de l'industrie automobile.