增材制造工艺与应用 课件 项目二 任务六 完成多特征零件的三维扫描、逆向设计与切片处理

增材制造工艺与应用任务六完成多特征零件的三维扫描、逆向设计与切片处理项目二认识增材制造前处理4分组讨论3新课讲授2任务描述1教学目标目录教学目标知识目标：掌握零件的前处理和后处理方法技能目标：能使用扫描和切片软件进行零件处理素质目标：培养学生严谨、精益求精的工匠精神任务描述任务描述内容：如图所示为多特征零件实物，现需要制作2倍大小的快速原型，模型精度需在0.05mm以内，为该物体的最终量化生产提供优化依据。图2-19多特征零件新课讲授1.特征分析该零件存在多种常规特征与一个任意曲面，从建模角度考虑，常规特征可以通过尺规测量方式得到形状尺寸及位置尺寸，但任意曲面无法通过尺规测量得到有效数据，因此该模型最佳建模方式为扫描建模，且因精度过高，无法在扫描后直接封装使用，需配合逆向建模软件进行逆向设计。新课讲授2.前处理确定物体的精度要求，选择合适的扫描仪，并对扫描物体进行喷粉及贴点操作，效果如图2-20所示。图2-20喷粉及贴点新课讲授3.扫描件处理如图2-21，是扫描后所得到得点云文件，而缺失的孔洞为标记点所在位置，我们可以在GeomagicWrap软件内对点云进行修复编辑。图2-21扫描初始点云新课讲授3.扫描件处理(1)选择非连接项：选择非连接项时为了快速去除大多数与模型无关的杂点、噪点的指令。(2)减少噪音：调整因过于靠近模型而不好清除的噪点，使扫描点更加规整。(3)统一：当扫描点过多时，处理点云的负担将过大，对电脑要求急剧升高，因此需要对点进行筛选处理，统一就是将点进行合理的筛选，方便后续的操作。(4)封装：将点云转换为三角面片体，如图2-22所示。图2-22封装模型新课讲授3.扫描件处理(5)填充孔洞：如果对模型本身要求不高，且扫描的模型完整度较高时，经过填补缺陷后，即可进行打印，填补效果如图2-23所示。①全部填充：可将所有破损边缘填充，但只适合小周长破损位置修补，在曲率变化较大位置效果极差。（该功能可限制最大填补周长，但无法识别曲率）②填充单个孔：填充单个孔可选择填充的曲率和填充的方式，是比较万能的填充方法，但只在孔洞多时操作较繁琐。图2-23填充孔新课讲授4.逆向建模（1）坐标对齐因扫描文件为任意空间位置，如图2-25所示，因此需要先将模型坐标系与空间坐标系对齐，方便后续的操作。图2-25扫描件空间位置新课讲授①在UG中，选择空间直线，打开选择过滤器，点亮“面上的点”功能，在零件的基准三面各做两条交叉曲线，所做曲线尽量选择跨度较大且平整的面。如图2-26所示。图2-26绘制空间交叉曲线新课讲授②绘制完成后，点击基准平面，分别点击各个交叉直线，制作基准面，为后续的坐标对齐做准备。如图2-27所示。图2-27基座面的创建新课讲授③点击功能对象移动，选择CSYS到CSYS，初始选择三平面，最终到达绝对CSYS，点击预览可以看到最终效果。如图2-28所示。图2-28坐标对齐新课讲授4.逆向建模（2）特征绘制多特征上可以观测到许多规则的特征，我们可以根据各种特征的特性，将各种特征分为三类，分别是拉伸面特征、回转面特征、任意曲面特征。直纹面特征：从某一固定方向截取特征任意位置，所得到的截面均为相同的特征；回转面特征：由一个图形围绕一条发生母线旋转后得到的特征；任意曲面特征：无规则的连续面，通常将非直纹面与回转面的特征均划分至此类新课讲授5.模型精度对比将模型导出为通用格式（iges、step等），并将移动位置后的stl模型也导出为stl格式，使用GeomagicControl软件进行精度对比。将逆向后的模型与移动坐标后的原数据导入GeomagicControl软件，在分析栏选择3D比较，在编辑色谱后点击运用，即可观测到模型的精度误差（如图2-29所示），在满足0.05mm的精度后，即可进行