基于geomagic-studio的塑料玩具逆向设计

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1、摘要】随着社会的不断发展，现如今正在处在第三次工业革命的阶段，逆向工程技术便是第三次工业革命的产物。本文针对灰太狼塑料玩具进行逆向设计，论述了逆向工程技术关键技术、玩具设计原则、Geomagicstudio逆向设计软件等。详细阐述了灰太狼塑料玩具逆向设计过程，并运用快速打印技术完成了产品的成型。实践证明，运用逆向工程和快速打印技术，缩短了产品设计时间。【关键词】：逆向工程；塑料玩具；快速打印；Geomagicstudio目录引言1一、逆向工程的基本概念2（一）逆向工程技术的定义2（二）逆向工程的应用领域3（三）逆向工程的关键技术4（四）

2、小结6二、玩具设计的定位6（一）玩具的发展历程以及发展趋势6（二）玩具类型以及消费定位可行性分析7（三）小结8三、逆向软件的介绍（Geomagic、UG）8（一）Geomagic工作界面8（二）Geomagic模块简介9（三）Geomagic基本操作9（四）Geomagic的处理流程10（五）小结11四、玩具逆向设计造型具体制作11（一）点云数据的采集11（二）点云数据的编辑13（三）玩具模型再现14（四）灰太狼曲面修改15（五）曲面成型17（六）成型后曲面分析18（七）小结18五、逆向成型UG效果渲染呈现18六、灰太狼的快速打印与内部

3、雕刻成型20（一）3D打印技术20（二）灰太狼的快速成型20（三）激光内部雕刻21总结24参考文献25谢辞26引言随着社会的不断发展，现如今的社会正在处在第三次工业革命的阶段，逆向工程技术便是第三次工业革命的产物，欧美国家从1980年开始的许多学校以及工业界，已经开始着手研究逆向工程，初各个学术界的人们在1990年投入了大量的人力着手研发逆向工程，并且公布的研发的成果。近年来，逆向工程在国内仍在研发和发展之中，台湾工研院曾写过一套关于逆向工程软件，学术界里不少的研究团队也将逆向工程作为研究主题，研发出了具不同功能的逆向系统软件，逆向工程

4、，有的人也叫反求工程，英文是reverseengineering。　　逆向工程，意思就是根据已有的设计师设计的油泥模型，通过分析从而推导出另外一个物体方法。逆向工程的出现实现了将实物模型数据转化成概念模型，然后进行设计，在原有的实物基础上对实物进行分析修改以及优化，从而成产出更好的产品。逆向工程软件通常用来处理和优化密集的点云从而生成规则的点云数据，然后把规则的点云应用于快速成型，或者是根据这些规则的点云构造出NURBS曲面以输入到CAD软件中进行后续的结构以及功能设计等工作。在当今社会中仿制是产品发展的原动力，因此逆向工程变成了当今社

5、会必不可少的技术，逆向工程能够把三坐标测量机、CNC机床、CAD/CAM/CAE等软件又好又高效地结合在一起，成为了当今产品研发和生产的一个高效和便捷的途径。逆向工程不仅仅应用于产品的仿制，它也被应用于数学模型的还原以及再设计的优化等多项重任，实现了对现实产品进行改造，实现了产品在生产中的一种超越。为当今设会的发展带来了巨大的贡献。伴随逆向技术同时发展的还有3D打印技术，又称快速成型技术，将逆向完成的模型利用3D打印机快速打印真实的3D模型，3D逆向的流程便是如此。25一、逆向工程的基本概念（一）逆向工程技术的定义逆向工程技术（reve

6、rseengineering）又称反求工程，它是将产品模型或实物油泥模型(如图1-1所示)转换为三维的点云数据的CAD数据模型，这种数字化技术的集合模型重建技术便是逆向工程技术的总称。将现有的实际产品转化为设计模型和概念模型，并在此基础上对现有产品进行解剖和在创造的过程。快速建立新产品的三维模型，大大的缩短了新产品研发的周期，提高了企业对新产品设计开发以及生产的效率，这便是逆向技术的特点。如图1-2所示。图1-1油泥模型图1-2逆向工程流程图25在传统的设计中，新产品的出现是从无到有的过程，设计开发人员都是先对产品的外观性能以及大致的技

7、术参数进行构思，利用工业设计软件进行外观模拟，然后利用CAD三维建模软件建立数字模型，数据确定以后转入制造流程，这是一个产品完整的设计制造周期，次过程称之为“正向设计”。而逆向工程是“反向设计”，打破从无到有的传统设计流程，是一个从有到无的过程，根据设计出来的油泥模型反向设计推出产品的设计数据，包括产品的三维模型甚至是设计图纸，实现产品的批量化生产。他们各自流程如图1-3和1-4所示：1-3传统工业产品设计制造流程1-4逆向工程设计制造流程（二）逆向工程的应用领域逆向技术在目前社会广泛运用各行各业，尤其是在CAD/CAM领域已经成为研究

8、的热点。普遍应用于机械产品的测量与造型、计算机的视觉分析、医学上由切片数据进行影像重建等行业。而逆向工程技术的应用在制造业领域内也是相当的广泛，以下情形是将实物数据转换为CAD数据模型的范例：1．在计算机技