3D打印技术与逆向工程实例教程课件第5章

机械工业出版社主编：刘丽鸿李艳艳3D打印技术与逆向工程实例教程项目五逆向建模软件的使用项目五逆向建模软件的使用任务5-1鼠标基于GeomagicDesignX的逆向设计

任务5-2风扇基于GeomagicDesignX的逆向设计

任务5-3进气道曲面基于Surfacer的逆向设计

任务5-4电扇基于Surfacer的逆向建模设计

目录任务5-1鼠标基于GeomagicDesignX的逆向设计【任务导入】扫描后的点云如果需要精确加工，如何做呢？听说过逆向建模吗？【任务描述】通过鼠标模型的逆向建模来学习逆向设计软件的使用。【知识目标】1．扫描模型的三维数据处理与数模重构。2．逆向设计软件处理数据流程。【技能目标】会用GeomagicDesignX逆向建模对鼠标的扫描点云模型进行处理。GeomagicDesignX概述任务5-1鼠标基于GeomagicDesignX的逆向设计GeomagicDesignX64软件对系统要求处理器：具有至少2GHz时钟速度的英特尔®和AMD®处理器*，推荐多核处理器。内存：最低：8GB。硬盘：推荐30GB或更多，推荐：具有超过256GB空间的SSD或10000RPMHDD。显示：需要32位真彩色，最低分辨率：1280x960，推荐分辨率：1280X1024或更高。GPU:设计X推荐的显卡，推荐：符合以下标准的专用（非集成）图形卡：视频卡RAM：4GB或更多。视频卡框架：必须支持OpenGL4.0或更高系列：NVIDIAGeForce900系列或NVIDIAQuadro等效或更高，AMDRadeon400系列或RadeonPro相当于或更高。控制X推荐的显卡任务5-1鼠标基于GeomagicDesignX的逆向设计鼠标模型基于GeomagicDesignX的逆向设计过程（一）1．首先设置领域2．选中“特征树”——“模型”——“参照平面”前的“+”下的“前”，创建面片草图得到清晰的轮廓截交线，轮廓线拟合3．拉伸4．面片拟合5．曲面切割实体任务5-1鼠标基于GeomagicDesignX的逆向设计6．生成开口槽7.生成凹槽8．生成五个圆孔9．模型-圆角过渡10．造型拟合完成后进行体分析，点击绘图区上部的图标

，进行面片偏差分析鼠标模型基于GeomagicDesignX的逆向设计过程（二）任务5-1鼠标基于GeomagicDesignX的逆向设计任务5-2风扇基于GeomagicDesignX的逆向设计【任务导入】逆向设计和正向建模有何区别呢？【任务描述】通过风扇模型的逆向建模来学习逆向设计软件GeomagicDesignX的使用。【知识目标】扫描模型的三维数据处理与数模重构。【技能目标】会用GeomagicDesignX逆向建模对鼠标的扫描点云模型进行处理。风扇扫描建模过程

1．文件导入图5-23风扇点云文件图5-24关闭参考平面图5-25调整模型面片显示视角图5-27反面图5-26正面2．轴线生成

3．生成草图1图5-30直线拟合图5-31剪切任务5-2风扇基于GeomagicDesignX的逆向设计风扇扫描建模过程

5．扇叶面片拟合图5-34面片拟合对话框图5-35扇叶的上表面拟合图5-36扇叶下部拟合曲6．扇叶外形

图5-37前面创建草图图5-38拉伸单个扇叶4．风扇回转体图5-33回转结果图5-32回转设置7．拉伸单个扇叶任务5-2风扇基于GeomagicDesignX的逆向设计风扇扫描建模过程8．切割

图5-44下部面片切割选择图5-45下部面片切割结果图5-46切割结果图5-40切割设置图5-41切割选择图5-42切割结果图5-43下部面片切割9．扇叶圆角过渡

图5-47过渡圆角R1图5-48过渡圆角R0.810．扇叶阵列

图5-49圆形阵列图5-50扇叶阵列结果11．合并模型风扇扫描建模过程

图5-51布尔运算设置图5-52合并结果

12．风扇主体挖槽

图5-53中空部分面片草图设置图5-54中空部分草图界面图5-55中空部分草图拟合13．拉伸到领域

图5-56中空部分拉伸设置图5-57中空部分拉伸结果图5-58过渡圆角任务5-2风扇基于GeomagicDesignX的逆向设计风扇扫描建模过程14．圆角过渡

图5-59过渡圆角R1图5-60过渡圆角R1.515．面片误差检查图5-61面片误差检查任务5-2风扇基于GeomagicDesignX的逆向设计任务5-3进气道曲面基于Surfacer的逆向设计【任务导入】逆向设计还有其他的软件吗？【任务描述】通过进气道模型的逆向建模来学习逆向设计软件Surfacer的使用。【知识目标】扫描模型的三维数据处理与数模重构。【技能目标】会用Surfacer逆向建模对汽车进气道的扫描点云模型进行处理。一、Surfacer软件逆向设计功能简介Sufacer一款是美国Imageware公司推出具有强大的曲面造型功能的软件，被广泛应用于逆向工程、自由曲面设计和计算机辅助它主要包括四大功能模块，即点处理、线处理、面处理和快速成型模块。Surfacer的应用领域涵盖了汽车、航空航天、电子产品、模具等行业。Surfacer10.6中包含了多种Entities，主要有点云(cloud)、曲线(curve)、曲面(surface)、组(gourp)和图(plot)。Cloud：坐标空间中单一的点或是一群点的集合、点群间可以相加、减。Curve：分为3Dcurve和2Dcurve。前者为独立在3D空间的曲线，后者依附于曲面。Surface：裁剪曲面和未裁剪曲面。Group：由部分选择的Entities组成的集合。Plot：各种分析、对比特性图。例如点的法矢、曲线的曲率图、点与面的误差图、实体间的连续性分析图等。任务5-3进气道曲面基于Surfacer的逆向设计用Surfacer进行模型重建的步骤1．点云预处理（1）多视图拼合（2）数据简化（3）数据平滑（4）点云排序2．特征提取和数据分割（1）计算曲率来提取区域划分的特征点（2）确定区域边界线（3）光顺检验3．曲面重构（1）双精度NURBS来重构曲面（2）与实体模型完全集成（3）支持多种的曲面造型方法任务5-3进气道曲面基于Surfacer的逆向设计进气道曲面模型的Surfacer曲面造型重建流程图5-66带公差拟合截面曲线1.导入数据2.去除杂点3.提取特征线图5-62进气道测量数据点图5-63去除野点图5-64提取特征线4.获取截面线数据图5-65提取点云截面线数据5.创建放样(loft)曲面图5-66带公差拟合截面曲线图5-68曲线重新参数化图5-67曲线起始点调整任务5-3进气道曲面基于Surfacer的逆向设计5.创建放样(loft)曲面(续）

图5-71创建放样条面2图5-72创建区域划分曲线图5-69曲线与截面数据距离误差分析图5-70创建放样面1任务5-3进气道曲面基于Surfacer的逆向设计进气道曲面模型的Surfacer曲面造型重建流程6.用特征线将点云划分为若干平滑的区域a)b)

c)d)图5-73曲面片编号示意图a)视图1b)视图2c)视图3d)视图47.由边界曲线和点云拟合曲面1图5-74曲线裁任务5-3进气道曲面基于Surfacer的逆向设计进气道曲面模型的Surfacer曲面造型重建流程8.构造裁剪曲面2

图5-78曲面裁剪图5-79创建loft的截面线图5-80模型局部视图图5-76裁剪点云图5-77自由曲面拟合9.构造放样曲面810.构造过渡曲面5、9、10任务5-3进气道曲面基于Surfacer的逆向设计进气道曲面模型的Surfacer曲面造型重建流程11.构造裁剪曲面4

图5-81裁剪点云平面度检查图5-82平面延伸图5-83曲面裁剪12.构造UV网格线曲面6图5-84UV线混合曲面13.构造放样曲面15图5-85曲面15及其截面曲线任务5-3进气道曲面基于Surfacer的逆向设计进气道曲面模型的Surfacer曲面造型重建流程14.构造边界线混合曲面315.由边界曲线和点云拟合曲面16、17、18

图5-86保持C1连续拼接的曲面局部视图16.由边界曲线和点云拟合曲面19

a）b）图5-87曲面19拟合示意图17.由边界曲线构造曲面718.由边界曲线和点云拟合曲面1119.构造放样曲面13任务5-3进气道曲面基于Surfacer的逆向设计任务5-4电扇基于Surfacer的逆向建模设计【任务导入】电扇用Surfacer如何逆向建模设计？【任务描述】通过电扇模型的逆向建模来学习逆向设计软件Surfacer的使用。【知识目标】扫描模型的三维数据处理与数模重构。【技能目标】会用Surfacer逆向建模对风扇的扫描点云模型进行处理。电扇基于Surfacer的逆向建模流程图5-89修剪叶片1.修剪叶片2.fit出curve,利用curve拉伸出曲面图5-90点群分成两部分3.以Curve|Construct3D|Circle方式绘出三个同心圆图5-91绘出三个同心圆任务5-4电扇基于Surfacer的逆向建模设计5.修剪及sort排序图5-94sort排序点群图5-92curve投影到cloud设置4.把curve投影到cloud上图5-93投影结果6.fit成curve图5-95统一曲线方向7.拉伸曲面(LoftSurface)图5-96