增材制造技术应用项目教程（产品开发与原型制造）课件 2-1：逆向工程技术的认识

——2-1：逆向工程技术的认识逆向工程简介逆向工程软、硬件实训任务任务描述知识目标（1）了解逆向工程技术的基本概念；（2）了解逆向工程中的主要技术；（3）了解逆向工程技术实施的软、硬件以及条件。技能目标（1）掌握逆向工程技术的工作流程；（2）掌握逆向工程技术的原理；（3）能够举例逆向工程技术在各行业中的应用。素质目标（1）能够在工作过程中与小组其他成员合作、交流，养成团队合作意识，锻炼沟通能力；（2）养成7S的工作习惯。课程目标逆向工程是指根据实物模型测定的数据，构造出CAD模型的过程。其主要目的是在不能轻易获得必要的生产信息的情况下，直接从成品分析，推导出产品的设计原理。逆向工程为客户和制造者在并行工程环境下应用快速原型技术提供了强有力的工具，是缩短产品开发周期的有效途径，特别是形状复杂的物体或自由曲面组成的物体。通过本任务的学习，达到让读者对逆向工程技术建立整体认识的目的。图1扫描仪二逆向工程简介1.逆向工程基本概念图2逆向工程流程图逆向工程是按照产品引进、消化、吸收与创新的思路，以“实物→设计意图→三维重构→再设计”框架为工作过程，为提高工程设计、加工、分析的质量和效率提供数字化信息，另一方面为充分利用先进的CAD/CAE/CAM技术对已有的产品进行再创新工程服务。因此，逆向工程可视为产品正向设计有益的补充，以及验证，促进正向设计的必备手段。二逆向工程的主要技术2.逆向工程的主要技术图3逆向工程主要技术逆向工程技术的流程为：对实物样件进行坐标数据采集，得到表面几何数据，然后进行数据拼合、简化、三角化、去噪等预处理；由于测量模型通常由多个面组成，因而还需要对测量数据进行分块，再进行曲面拟合，最后导入CAD系统进行产品模型重构。逆向工程有如下项主要技术。1）数据采集技术2）数据处理技术3）模型重构技术3.模型重构技术1.数据采集技术2.数据处理技术案例模型数据处理数据拼合数据分块曲面拟合导入CAD系统3.逆向工程的应用逆向工程改变了CAD系统从图纸到实物的传统设计模式，为产品的快速开发及原型化设计提供了一条新途径，广泛应用于机械、航空、汽车、医疗、艺术等领城。相关部分典型应用场景描述如下：1）新产品开发2）产品的仿制和改型设计3）快速原型制造4）产品的数字化检测5）医学领域断层扫描6）艺术品、考古文物等的复制图7产品的数字化检测应用图6医学领域断层扫描应用图5考古文物的复制应用图4产品的仿制和改型设计应用二逆向工程的主要技术三逆向工程软、硬件图8GeomagicDesignX软件1.逆向工程的软件在本教材中，将使用高效的逆向工程设计软件GeomagicDesignX，如图2-9所示，并在此软件的基础上开展相关操作的教学演示。GeomagicDesign

X软件是一款功能全面的逆向工程软件，能够从3D扫描中更快、更准确且更可靠地创建CAD模型，如对损坏的或丢失的零件进行CAD数据重建、设计定制产品以及将实体零件转换为CAD以进行新产品设计等，确保现有部件与新部件相匹配。三逆向工程软、硬件图9手持式扫描系统KW-MCS-012.逆向工程的硬件在逆向工程中，使用的设备可以根据具体的应用和需求而有所不同。常见的逆向工程使用设备有：扫描仪、三维打印机、测量设备等，需要注意的是，具体使用哪些设备取决于逆向工程的具体应用场景和需求。不同行业和领域可能会使用不同的设备组合来实现逆向工程的目标。扫描仪是逆向工程中常见的设备之一，它可以将物体的表面形状和纹理等信息转化为数字化的数据。在本教材中，逆向工程使用的设备为手持式扫描系统KW-MCS-01，如图2-10所示，将使用此设备进行相关操作的教学演示。四实训任务1.任务说明实训器材GeomagicDesignX软件、工作站电脑、手持式扫描系统KW-MCS-01、配套工具。

作业准备组装工作站电脑、安装GeomagicDesignX软件、正常启动电脑与软件。四实训任务2.操作步骤本任务选用“花洒头”案例作为入门基础案例讲解逆向工程建模的操作流程。步骤一：导入模型网格面片。启动GeomagicDesignX软件，在工具栏中，单击【导入】按钮，选择“花洒头”网格面片文件导入。图10导入模型网格面片四实训任务2.操作步骤步骤二：坐标系建立。根据案例现有的特征创建基准轴或基准面，与全局空间坐标系进行配对，形成特征建模可引用的坐标系。图11坐标系建立四实训任务2.操作步骤步骤三：分割特征领域与特征重建。根据模型案例特征，将主体进行合理的拆分。外观主体曲面可使用放样曲面进行创建，创建完成后对多余的曲面进行修剪，直至模型主体曲面特征创建完成。图12分割特征领域与特征重建四实训任务2.操作步骤步骤四：细节特征建模。根据模型网格面片上的特征，创建模型的细节直至模型整体特征建模完成。图13细节特征建模四实训任务2.操作步骤步骤五：特征建模精度分析。模型曲面创建完成后，通过建模实体与原始