逆向工程与快速成型技术的综合应用

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1、逆向工程与快速成型技术的综合应用摘要:逆向工程和快速成型技术的综合应用研究是在实物或产品的三维数据测量、数据的预处理、三维模型的数据重构、数据误差分析及数据的对应格式输出过程中,综合应用快速成型技术的快速成型方法和设备的选择、数据格式的转化、快速成型的加工及精度控制等技术,本文在综合应用过程中探讨相互之间的影响制约。　　关键词:逆向工程快速成型曲面重构　　:TH164:A:1007-9416(2011)01-0072-01　　　　逆向工程也称为反求工程、反向工程等,指对存在的实物模型和零件进行测量,根据测量结果重构CAD模型的一个过程。逆向工程在汽车工业、航空工业、机

2、械工业、消费电子产品和医学科技等应用领域使用广泛。　　快速成型技术借助计算机、激光、精密传动和材料等现代手段,直接将计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)集成一体,根据计算机上构造的三维模型,能在很短时间内直接制造出产品样品。不需机加工设备或者模具即可快速制造形状极为复杂的工件,从而在小批量产品生产或新产品试制时节省时间和初始投资。快速成型技术应用非常广泛,尤其在汽车制造,航天航空,建筑,家电,卫生医疗及娱乐等领域有强大的应用。　　在逆向工程设计过程的生产终端上结合目前先进的快速成型技术是目前的研究热点,逆向工程和快速成型技术的综合应用目前已发展成为CAD

3、/CAM系统中相对独立的研究领域。二者的结合应用既可节约设计时间,又可节约设计成本,同时提高了产品的设计质量和精度。　　逆向工程和快速成型技术的综合应用主要在逆向工程技术应用过程中的实物或产品的三维数据测量、测量数据的预处理、三维模型的数据重构、数据误差分析及数据的对应格式输出和快速成型技术应用过程中快速成型方法和设备的选择、数据格式的转化、快速成型的加工及精度控制这些操作的结合和相互之间影响和制约。　　　　1、实物或产品的三维数据测量　　主要通常采用接触式或非接触式的测量设备,如三坐标测量机、三维激光扫描仪,结构光法扫描仪等测量装置来获取实物或产品的表面点的三维数据

4、,即点云。对于多数工业产品我们常采用非接触式的测量设备进行数据的采集。　　2、测量数据的预处理　　预处理主要为点云数据平滑,噪声点、跳点数据的删除,遗失点填补,数据分块,多次测量数据和图像的对齐拼合,对称零件的对称基准重建等。　　　　3、三维模型的数据重构　　在逆向工程中曲面重构是最为重要的一步,目前逆向工程中曲面重构的方法有很多种,对应的适用软件有很多,采用逆向工程曲面重构技术的综合评价和研究的结果中的评价系统,对于不同应用实体正确地选择不同的应用软件,对于三维处理的数据进行曲面模型和实体模型的构建,并可在原型的基础上进行必要的优化和修改分析。我们常采用逆向工程软件

5、Imageware软件进行数据重构处理,在此基础上采用UG三维造型软件进行后期的曲面调整和优化设计,最终得到三维数据模型。　　　　4、数据误差分析及数据的对应格式输出　　重建三维数据模型的检验与修正根据获得的模型与原始点云数据进行比较方法来检验重建的CAD模型是否满足精度或其它试验性能指标的要求,对不满足要求者需改进重建方法以获取更高的精度,直到满足产品设计要求。　　　　5、快速成型方法和设备的选择　　目前基于快速成型技术开发的工艺方法和对应的设备种类较多,对应的国内外生产的快速成型设备也有很多,可根据产品或实物的类型、尺寸大小和精度要求进行选择。　　　　6、数据格式

6、的转化　　不同的快速成型方法和设备的数据格式进行三维数据的数据格式转化,提高效率,避免数据遗失。　　7、快速成型的加工及精度控制　　快速成型机加载成型数据文件,选择工艺参数,选择制作模式,开始零件的加工工作。　　逆向工程与快速成型技术综合应用,是从根本上改变传统产品的开发设计、制造模式,解决一些复杂形体的三维建模,难以加工出实物模型的问题,形成了一个包括设计、制造、检测的快速设计制造系统。大大缩短了产品的设计、生产周期,成本也会随之大幅度的降低。逆向工程与快速成型技术综合应用研究为不断开发出新的工艺、材料及智能化相关技术,朝着精密化、低成本、标准化方向发展,提供帮助。