逆向工程与快速成型技术应用
逆向工程和快速成型的手机外型快速设计
06 手机外型设计未来发展趋 势预测
个性化定制服务需求增长
1 2
用户参与设计
消费者越来越希望参与到手机外型设计的过程中， 表达自己的独特审美和个性化需求。
3D打印技术应用
3D打印技术的成熟使得个性化手机外壳的定制 成为可能，满足用户对于独特外观的追求。
3
定制化软件支持
手机外型设计软件的发展，为用户提供更加便捷 的设计工具，降低个性化定制门槛。
与艺术家、设计师跨界合作，将手机外型设 计提升为艺术品，展现科技与艺术的完美结 合。
时尚元素的引入
借鉴时尚界的流行元素和设计理念，打造具有时尚 感的手机外型，引领潮流趋势。
多元文化交融
汲取不同国家和民族的文化精髓，设计出具 有多元文化背景特色的手机外型，满足全球 市场需求。
THANKS FOR WATCHING
02 手机外型设计现状及挑战
当前手机外型设计趋势
全面屏设计
追求更高的屏占比，减少边框 和额头，增加视觉冲击力。
多摄像头配置
采用多个摄像水功能
加入无线充电和防水功能，提 高用户便利性和手机耐用性。
轻薄化和多彩配色
追求更轻薄的手机身材和多样 化的颜色搭配，满足用户个性
材质、颜色还原与快速成型技术结合
材质还原
通过分析手机外型的材质特性，选择合适的3D打印材料，如PLA、 ABS等，以还原真实的质感。
颜色还原
采用多色3D打印技术，将手机的颜色信息进行精确还原，实现彩色 打印。
快速成型
利用3D打印技术，将重建后的三维模型进行快速成型，得到手机外型 的实体模型。
创新设计思路及实践案例分享
感谢您的观看
消费者需求多样化
消费者对手机外型的需求 多样化，包括颜色、材质、 形状等。
逆向工程与快速成型技术的简单应用
锁扣上部
锁扣下部
第一次尝试
第二次尝试
第三次尝试
逆向工程
修饰完
创作的目的和构想
如图，生活中随处可见这种塑料锁扣，虽然单，但是十
分实用。所以我选择用SolidWorks绘制塑料锁扣模型。
由于实验室3D打印的精度有限，我在设计锁扣模型时预留了一定的尺寸，以保证打印出
来的成品能够切实达到使用的效果。同时，为了节省材料，我在考虑强度的情况下尽量
采用镂空结构，最大尺寸控制在6cm以内。如图
逆向工程与快速成型技术的简单应用
航天学院
41820221
蔡李根
逆向工程
逆向工程也称反求工程或反向工程， 是根据已
存在的产品或零件原型构造产品或零件的工程
设计模型，并在此基础上对已有的产品进行剖
析、理解和改进，是对已有设计的再设计。
快速成型
快速成形技术是全新的“增长”加工法，是一种离散-堆 积的成形过程，如图1所示。一个不管多么复杂的零件， 都可以利用专用软件将三维CAD模型沿一定方向分解得 到一系列层片截面数据，这就是快速成形技术的前期数 据处理，即离散过程。然后，利用激光或热能等技术以 及特定的材料，在专门设备上，在控制软件驱动下，按 一定的规则逐层堆积加工零件，这就堆积过程。
逆向工程及快速成型技术
逆向工程及快速成型技术引言逆向工程和快速成型技术是当今数字化时代强有力的工具，对各个行业都有着深远的影响。
逆向工程是通过分析和推导一个产品的设计、构造和功能，来理解并重新构建该产品的过程。
快速成型技术则是通过一系列自动化的加工过程，将数字化设计数据通过三维打印等方式快速转化为实体产品。
本文将介绍逆向工程和快速成型技术的基本概念、应用领域以及未来发展方向。
逆向工程基本概念逆向工程（Reverse Engineering）是指通过分析和推导产品的设计、构造和功能，来理解并重新构建该产品的过程。
它包括对产品的结构、性能、工艺和使用特性等方面的解析，以及对产品的复制和改进。
逆向工程通常通过采集、处理和分析产品的物理数据、CAD模型和软件程序等信息来实现。
应用领域逆向工程可以应用于各个行业和领域。
其中，制造业是逆向工程的主要应用领域之一。
在制造业中，逆向工程技术可以帮助企业快速获取竞争对手的产品信息，对其进行分析和研究，从而提升自己的技术优势。
逆向工程还可以用于产品的维修和改进，通过分析产品的结构和工艺，找出产品存在的问题并进行改进。
此外，逆向工程还可以应用于艺术、文化遗产保护等领域。
发展趋势随着信息技术的不断发展，逆向工程的方法和工具也在不断更新和改进。
目前，逆向工程主要应用于物理产品的分析和复制，但随着虚拟现实和增强现实等技术的发展，逆向工程将更多地应用于数字产品和软件的研究和分析。
此外，随着机器学习和人工智能技术的进一步发展，逆向工程将可以更加自动化和智能化，提高工作效率和准确性。
快速成型技术基本概念快速成型技术（Rapid Prototyping）是一种通过自动化的加工方法，将数字化设计数据快速转化为实体产品的技术。
它通过将设计数据转化为三维模型，并通过三维打印等方式进行快速制造。
快速成型技术可以减少产品开发周期和成本，提高生产效率。
应用领域快速成型技术被广泛应用于工业设计、医疗器械、汽车制造、航空航天等领域。
逆向工程与快速成形技术
•用最佳拟合 功能，把拟 合平面对齐 到所需要的
平面上
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逆向工程与快速成形技术
应用实例
点云编辑（对齐）
•对齐之前 •对齐之后
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逆向工程与快速成形技术
构造曲线
应用实例
•由点云截取 轮廓线点云， 并构造成曲
线
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逆向工程与快速成形技术
构造曲面
•原型 •实物
•性能测试
•校对、审核、工艺 •审查、标准化审查
•功能原理分析
•分解 •绘制草图
•设计思想逆向
•材料、技术条件逆向
•审核 •工艺分析 •绘制零件图 •装配图审查
•测量并确定尺寸及公差
•评价
•逆向产品方案， •技术设计及评价
•产品试制
•试验与反馈
•新产品
逆向工程与快速成形技术
在实物逆向中，试验、测绘和逆向设计 是重要工作，需要精心设计和仔细进行。
空气动力学的要求，首先要
求在初始设计模（型1上）进行没各有设计资料或设计资料不完整；
种性能试验建立符合要求的
产将品 成模为型制，造最这终类（的零2实件）验的模依当型据要。 设计需要通过实验测试才能定型
的工件模型时。
（3）在美学设计特别重要的领域；
（4）修复破损的艺术品或缺乏供应的损坏
零件等Biblioteka PPT文档演模板PPT文档演模板
逆向工程与快速成形技术
应用实例
点云编辑（对齐）
•截取所需要的一个平 面，并由点云拟合出
平面，作为对齐的参 考元素
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逆向工程与快速成形技术
应用实例
点云编辑（对齐）
机械制造中的逆向工程与快速原型技术
机械制造中的逆向工程与快速原型技术近年来，随着科技的不断进步和互联网的普及，机械制造领域的发展也日新月异。
而在这个领域中，逆向工程和快速原型技术成为了关注的焦点。
本文将就机械制造中的逆向工程和快速原型技术进行探讨，并分析其在实践中的应用和意义。
一、逆向工程的定义与特点逆向工程，顾名思义，即对现有产品进行逆向分析和研究，以获取相关的技术和设计信息。
逆向工程可以通过多种手段实现，包括测量、扫描、模拟等。
其主要特点包括：1. 提高产品研发效率：逆向工程可以从已有的产品中获取相关数据和信息，避免了从零开始研发的过程，因此可以大大提高产品研发的效率。
2. 降低产品研发成本：逆向工程可以避免重新设计和开发产品的成本，同时可以通过分析市场上同类产品的竞争情况，减少研发风险，从而降低研发成本。
3. 挖掘产品潜力：通过逆向工程，可以深入了解已有产品的设计和制造技术，挖掘产品的潜力，进一步提升产品的性能和品质。
4. 保护知识产权：逆向工程可以帮助企业更好地保护自己的知识产权，及时发现他人对自己产品的仿制或抄袭，并采取相应的措施进行维权。
二、逆向工程在机械制造中的应用逆向工程在机械制造中有着广泛的应用，以下是几个典型的应用场景：1. 产品改进和优化：通过对现有产品进行逆向分析，可以发现产品的不足之处，并对其进行改进和优化，提高产品的性能和品质。
2. 零部件的翻新和维修：逆向工程可以帮助企业在老旧机械设备中找到合适的零部件替代品，从而延长其使用寿命，减少设备更换的成本。
3. 产品仿制和定制：通过逆向工程，可以对市场上的同类产品进行分析和复制，快速开发出具备相同功能的产品，并满足不同客户的个性化需求。
4. 创新设计和新产品开发：逆向工程可以帮助设计师深入了解现有产品的设计思路和制造工艺，从中汲取灵感，进行创新设计和新产品开发。
三、快速原型技术的定义与特点快速原型技术，也称为快速成型技术，是一种利用计算机辅助设计和制造技术，通过逐层堆积材料实现快速生成三维实体模型的技术。
逆向工程与快速成型技术应用
百度文库- 让每个人平等地提升自我《逆向工程与快速成型技术应用》实验报告苏州市职业大学机电工程学院实验名称三维数据扫描姓名：黄佳伟班级：12模具设计与制造3班日期：小组成员：黄佳伟蒋程飞解翔宇李长江刘凯李臻目录一．实验目的 (3)二．实验要求 (3)三．实验步骤及方法 (3)四．所需的设备、仪器、工具或材料 (3)五．思考题 (10)六．实验小结 (10)一、实验目的1. 掌握一种非接触光学测量设备三维扫描的方法2. 掌握Geomagic Studio 软件点阶段数据处理的方法，熟悉点阶段数据处理主要命令的使用。
二、实验要求完成实物的三维数据扫描及点阶段的数据处理，得到一个完整的多边形数据模型。
三、所需的设备、仪器、工具或材料1. 扫描件（学生自己准备）2. 柯尼卡美能达VIVID910 扫描仪3. Geomagic 逆向设计软件4. 电脑四、实验步骤及结果（一）数据的扫描Step1 扫描件的准备。
该扫描件反光效果较为合理，则不需要喷涂上显像剂；为了以后该数据拼合的方便与准确，应在被扫描件表面上做上点标记。
Step2 启动Konica Minolta VIVID 910三维扫描仪，再启动电脑，打开Geomagic Studio。
点击工具栏上的“插件”按钮出现图 1所示的对话框。
Step3 调整扫描仪与扫描件之间的距离与视角，保证扫描件在显像框的中心位置。
Step4 点击图1所示对话框中的Scan 按钮，开始扫描。
等待数秒后，显像框更新为图 2所示，根据出现的点的色谱，分析数据的质量，扫面图以颜色来表示距离，越红表示扫描仪与物体距离越近，越蓝则越远，图2中可以看出小猪存钱罐的额头距离扫描仪最近，四周部分距离较远。
图1图2物体扫描后的显像框Step5 点击图1所示对话框的“确定”按钮，完成一个视角的扫描。
Step6 将扫描物选择一个角度，重复步骤（4）（5），直至所有实体都被扫描到。
（二）数据的预处理物体扫描后的显像框Step 1 将扫描数据导入Geomagic Studio 软件，删除每片点云数据体外孤点。
关于“反求工程与快速成型一体化应用研究”的学习总结
关于“反求工程与快速成型一体化应用研究”的学习总结——机研0804 朱晓博（104972081074）快速成型技术(Rapid Prototyping&Manufacturing,RP&M)是20 世纪80 年代末期发展起来的一项先进制造技术, 它借助计算机、激光、精密传动、精密伺候等现代化手段, 将计算机辅助设计(CAD) 、计算机辅助制造(CAM) 、计算机数字控制(CNC) 集成于一体, 根据在计算机上构造的三维模型, 能在短时间内运用一定材料制造产品样品, 无需传统的机械加工机床和模具的一种添加成型技术[1]。
反求工程技术(Reverse Engineering, RE) 又称逆向工程技术, 是以产品及设备的实物、软件( 图样、程序及技术文件) 或影像(图片、照片)等作为研究对象, 反求出初始的设计意图。
简单说, 反求就是对存在的实物模型或零件进行测量并根据测量数据重构出实物的CAD 模型, 进而对实物进行分析、修改、检验和制造的过程。
这里所指的反求是实物反求。
反求工程是快速成型制造的重要数据来源之一, 将反求工程与快速成型技术相结合, 能够在已有样件或原型的基础上进行复仿制, 进行迅速评价、修改和产品的创新再设计, 并自动快速地将设计转化为具有相应结构和功能的原型产品或直接制造出零部件, 缩短新产品的设计和研制周期, 降低新产品的研制成本和风险, 从而快速响应市场需求, 提高企业竞争力。
作为一种处理难以用CAD 设计的零件模型以及表面形状极不规则的产品模型的最有利的土具, 可以实现零件的快速三维复制、CAD 建模和快速制造。
它与快速成型的结合形成了一个设计、制造、检测的快速设计制造闭合系统。
本文主要讨论反求工程和快速成型的一些技术, 并举出实例。
1 反求工程数据处理的主要内容1.1 数据处理构造CAD 几何模型前, 反求工程大致分三个阶段: 首先对已有三维实体模型进行数据采集(又称零件数字化) , 生成数据“点云”; 然后对数据“点云”进行滤波去噪处理, 去除点云数据中的“坏点”; 最后通过曲面构造技术对数据点云进行曲面拟合, 生成三维曲面模型。
马婷婷逆向工程
《逆向工程与快速成型技术应用》实验指导书苏州市职业大学机电工程学院实验三扫描件的快速成型一、实验目的1.掌握FDM快速成型的原理和快速成型的过程2.熟悉UP Plus 2快速成型设备的操作二、实验要求将实验二模型的*.STL数据文件导入快速成型数据处理软件，进行相关的处理，用快速成型设备完成原型的制作，实验结果以原型的照片表示。
三、所需的设备、仪器、工具或材料1）UP Plus 2快速成型机及相应的快速成型软件；2）UP中文说明书3）电脑；4）ABS丝材；5）铲子、尖嘴钳等。
四、实验步骤及说明Step1开机，系统初始化。
启动快速成型设备和电脑，点击电脑桌面上的UP软件，打开快速成型软件。
图1所示为该软件的主操作界面。
点击菜单【三维打印机】→【初始化】,如图1所示，设备将首先清空系统内部缓存，并为数控系统上电，然后将三个坐标轴回到“零点”。
在三个轴回零点的过程中，请勿点击其他操作。
如果刚开机，则需要对系统进行初始化。
图1 初始化Step2 成型平台预热在打印大尺寸模型时，有时会出现边缘翘起的情况，这是由于平台表面预热不均造成的。
在进行大尺寸模型打印之前，预热是必不可少的。
点击菜单【三维打印】→【平台预热15分钟】，打印机开始对平台加热。
提示：这一步先做，可节省在打印时再做平台预热的等待时间。
Step3 载入模型点击菜单【文件】→【打开】或者单击工具栏中按钮，选择要打印的STL模型。
载入模型如图2所示。
将鼠标移到模型上，点击鼠标左键，模型的详细资料介绍会悬浮显示出来。
用户可以打开多个模型并同时打印它们。
只要依次添加您需要的模型，并把所有的模型排列在打印平台上，就会看到关于模型的更多信息。
如果模型载入错了，将鼠标移至模型上，点击鼠标左键选择模型，然后在工具栏中选择卸载；或者在模型上点击鼠标右键，会出现一个下拉菜单，选择卸载模型或者卸载所有模型。
图2载入模型Step4 模型的检验与修复为了准确打印模型，模型的所有面都要朝外。
逆向工程及快速成型技术的应用
快速成型技术实验
步骤：
1、三维建模（solid 3、导入模型数据，新建打印任务
打印过程及结果预览
实验总结：
在本次课程中我了解到了关于逆向工 程和快速成型技术的发展概况，以及他 们的发展前景，拓宽了视野，学到了许 多在课堂上所学不到知识。课堂之外， 发现问题解决问题的能力得到锻炼，感 谢各位老师的悉心指导！
谢谢！
逆向工程及快速成型技术的应用
结题答辩
逆向工程
• 步骤
1、数据采集 2、数据处理实验中的处理结果
• 实验中的处理结果
逆向工程实验总结
• 数据采集阶段应当进行细致的扫描处理，未后期的点 云数据处理打下基础； • 后期合成阶段一方面是合成已有的数据，另一方面是 对一些无法合成的部位进行手动建模；
• 结合手动建模和采集到的点云数据合成，完美再现目 标物体的逆向建模。
逆向工程技术与快速成型技术一体化的探讨
逆向工程技术与快速成型技术一体化的探讨**********************（**大学，广州*****）摘要：逆向工程技术与快速成型技术是CAD/CAM 技术的重要组成部分。
本文介绍了逆向技术在快速成型制造技术中的应用；分析了目前逆向工程的关键技术包括数据采集、数据处理、曲面重构、再设计、曲面品质分析及优化等．逆向工程与快速成型技术的结合，将使复杂型面的产品设计开发和快速成型周期进一步缩短。
关键词：逆向工程；快速成型；一体化The Integration of Reverse Engineeringand Rapid Prototyping Technology*********** ***********（************************************）Abstract ：Reverse engineering and rapid prototyping technology is an important part of CAD/CAM technology. This paper introduces the reverse technology in rapid prototyping manufacturing technology application; The key technology of reverse engineering including data acquisition, data processing, surface reconstruction, design, surface quality analyzing and optimizing and so on. Reverse engineering and rapid prototyping technology, will make the complicated product design and rapid prototyping cycle to shorten further.Key words：Reverse engineering，Rapid prototyping，Integrated0 概述逆向工程与快速成型技术是先进制造技术中的重要组成部分，作为消化吸收先进技术和缩短产品再设计与制造周期的重要支撑技术，已成为制造业关注的热点。
逆向工程与快速成型技术应用
逆向工程与快速成型技术应用 ppt 课件
—— 组成：
逆向工程与快速成型技术应用 ppt 课件
——机械接触式测头
逆向工程与快速成型技术应用 ppt 课件
测头附件——测端
为了扩大测头 功能、提高测 量效率以及探 测各种零件的 不同部位，常 需为测头配置 各种附件，如 测端、探针、 连接器、测头 回转附件等。
主要工作：格式转换、数据过滤及平滑、分 块数据整合对齐、球头半径补偿、数据精简、数 据分割
1、格式转换
每一个CAD系统都有自己的数据文件，其系统内部 产品模型的数据结构和格式各不相同，极大地影响 了设计和制造各部门之间或企业之间的数据传输和 程序衔接的自动化，给数据通讯带来困难。 主要的数据交换标准：IGES、STEP、STL等。
3．异常点（误差点）处理
采用人工交互检查、调整的方法 对于截面数据，若在同一截面的数据扫描中， 存在一个点与其相邻的点偏距较大——跳点， 判断的方法有：
（1）直观检查法——屏幕上直接剔除； （2）曲线检查法——根据点到拟合曲线（过首末点）的距离是否
超过所给定的允差；
（3）弦高差方法——根据点到弦（过检查点前后两点）的距离是
在CMM和CAD/CAM系统之间以IGES格式传输 数据成为标准的选择和配置。
2、球头半径补偿
二维自动补偿方法：
在测量时，将测量点和 测头半径的关系都处理成二 维情况，并将半径计算编入 测量程序中，在测量时自动 完成数据的测头补偿。 根据补偿时间可分为实时 自动补偿和事后数据处理补 偿。
压力矢 测头 触点 物体轮廓 测头球心轨迹
三坐标测量机（CMM）－
接触测量 精度高，几个um
接触式特点
《逆向工程与快速成型技术应用》课程补考试卷(带答案)
一、填空题（共26分，每空格2分）1、曲面的类型有：自由曲面、、、、和过渡曲面。
2.、点云的平滑处理方法有（1）：（2）：（3）：线滑动平均法3. 三坐标系测量机测量误差的影响因素有：（1）检测工件的状态及环境；（2）温度条件；（3）振动；（4）；（5）；（6）4.加式快速成型的前处理包括工件的，文件近似处理和。
5、加式快速成型工艺的核心是，。
二、选择题（共30分，每小题6分）1.、以下四种成型工艺不需要激光系统的是（）。
A、SLA；B、LOM；C、SLS；D、FDM。
2、. 叠层实体制造工艺常用激光器为（）。
A、氦－镉激光器；B、氩激光器；C、Nd：Y AG激光器；D、CO2激光器。
3.、以下四种成型工艺不需要支撑结构系统的是（）。
A、SLA；B、LOM；C、SLS；D、FDM。
4、光固化成型工艺树脂发生收缩的原因主要是（）。
A、树脂固化收缩；B、热胀冷缩；C、范德华力导致的收缩；D、树脂固化收缩和热胀冷缩。
5、就制备工件尺寸相比较，四种成型工艺制备尺寸最大的是（）。
A、SLA；B、LOM；C、SLS；D、FDM。
三、判断题（共33分，每小题3分。
对"√"，错"×"）1．LOM胶涂布到纸上时，涂布厚度厚一点效果会更好。
( )2．SLA过程有后固化工艺，后固化时间比一次固化时间短。
( )3. SLS工作室的气氛一般为氧气气氛。
( )4、SLS在预热时，要将材料加热到熔点以下。
（）5．SLS周期长是因为有预热段和后冷却时间。
( )6．FDM中要将材料加热到其熔点以上，加热的设备主要是喷头。
( )7．LOM生产相同的产品速度比光固化速度要快。
( )8．RP技术比传统的切削法好，主要原因是速度快。
( )9．LOM激光只起到加热的作用（）11、SLS快速成形技术金属粉末烧结的间接金属烧结件需要三次烧结，一次溶渗。
( )四、简答题(11 分)：简述逆向工程的应用领域，并举例说明。
逆向工程与快速成型技术的应用
ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｅ ｃ ｉ ｅ ｈ ａ ａ ｃ ｌ ｃ ｉｎ ｉ ｈ ｅ ｅ ｓ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｐ ｏ ｕ ｔ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ ｄ ｓ ｒｂ ｄ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｌ ｔ ｎ ｔ ｅｒ ｖ ｒ ｅｅ ｇ ｎ ｅ ｉｇ， ｒ ｄ ｃ ｄ ｌ ｇ， ｎ ｈ ｅ ｅ ａ ｒ ｃ ｓ ｆｔ ｅｒ ｐ ｄ ｅ ｏ ｍｏ ｅ ｉ ａ ｄ ｔ ｅｇ ｎ ｒ ｌ ｏ ｅ ｓｏ ｈ ａ ｉ ｎ ｐ ｐ ｏ ｏ ｙ ｉ ｇ ｐ ｏ ｕ ｔ ｙ ａ ｓｍｐ ｅ ｅ ａ ｌ ｆｓ ｈ ｒ ａ ｅ ｅ ｓ ｒ ｃ ｓ ． ｙ ｄ ｉ ｇ ｔ ａ ， ｒ ｖ ｄ ｔ ａ ｅ ｅ ｓ ｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ｉ ｒ ｔ ｔ ｐｎ ｒ ｄ ｃ ｓ ｂ ｉ ｌ ｘ ｍｐ ｅ ｏ ｐ ｅ ｉ ｌｒ ｖ ｒ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓ Ｂ ｏ ｎ ｈ ｔ ｗｅ ｐ ｏ ｅ ｈ ｔ ｒ ｖ ｒ ｅ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｓ ｃ ｎ ｍｕ ｔ ｆ ｌ ｓ ａ ｄ ｍｕ ｔ— ｄ ｓ ｉ ｌ ｅ ｙ ｔ ｍ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｎ ｉ ｅ ｒｎ ， ｉｈ ａ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｄ ｓ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ｎ ｄ ａ ． ｔｈ ｓ ｄ ｖ ｌ ｐ ｄ ｌｉ ｉ ｄ ｎ ｌｉ ｉｃｐ ｉ ｓ ｓ ｓ ｅ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｗｈ ｃ ｒ ａ ｅ ｎ ｎ ｗ ｅ ｉ ｔ ｏ ｓ ａ ｄ ｉ ｅ ｓ Ｉ ａ ｅ ｅ ｏ ｅ — ｅ ｎ ｇ
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浅谈逆向工程与快速成型技术在机械制造领域中的应用——评《逆向工程与快速成型技术应用》
第53卷•第4期• 2020年4月浅谈逆向工程与快速成型技术在机械制造领域中的应用—评《逆向工程与快速成型技术应用》刘雯(四川航天职业技术学院，四川成都610100)随着计算机技术的快速发展，逆向工程技术为制造业提供了一个全新的产品开发方向;快速成型技术则改变了制造业的生产方式，两种技术的结合加速革新了传统制造业，虽然我国是世界的制造中心,但是技术的革新才是未来发展的必然之选，如何将传统的制造业往高精尖方向上引导，才是制造业的关键环节，其中机械制造行业备受关注，作为国家的支柱产业，不仅能提供技术装备，而且也是国 家工业化程度的标志。
由于逆向工程和快速成型技术是高新技术,能够熟练掌握、应用这些技术的人才缺口较大，进行这方面的培训和普及工作意义重大。
鉴于此，由陈雪华、孙春华主编的《逆向工程与快速成型技术应用》（机 械工业出版社,2014年8月版）立足于当下，现状分析客观准确，详细地探讨了逆向工程与快速成型技术在机械制 造领域的应用。
总览此书，具有以下特色。
1结构编排合理，逻辑性强写作思路清晰、内容结构层次分明、逻辑性强是本书的一大亮点。
首先，该书将逆向工程作为本书的开端，详 细地论述了逆向工程技术的工作原理、流程、应用领域，同时探讨了逆向工程与创新设计间的关系；其次，详细介绍 了快速成型技术的核心及与传统机械加工的区别;最后，作者将逆向工程与快速成型技术构建成集成系统，为实际 的应用要求提供了柔性和实用的解决方法。
具体而言，本书共为7个章节，可划分为3部分。
第一部分（第1、2、3 章），主要向大家解释了何为逆向工程技术，详细阐述了相关的数据测量与处理工艺、模型的重构，通过“认识原型 -再现原型-超越原型”的过程，剖析了逆向工程与创新设计的关系;第二部分(第4、5、6章），在介绍快速成型技术 的原理、应用、工艺特点基础上，探究了快速成型技术现状及发展趋势;第三部分(第7章），介绍了集成逆向工程系 统的框架和实现方法。
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《逆向工程与快速成型技术应用》
实验报告
实验名称三维数据扫描
姓名：黄佳伟
班级：12模具设计与制造3班
日期：2014.9.2
小组成员：黄佳伟蒋程飞解翔宇李长江刘凯李臻
目录
一．实验目的 (3)
二．实验要求 (3)
三．实验步骤及方法 (3)
四．所需的设备、仪器、工具或材料 (3)
五．思考题 (10)
六．实验小结 (10)
一、实验目的
1. 掌握一种非接触光学测量设备三维扫描的方法
2. 掌握Geomagic Studio 软件点阶段数据处理的方法，熟悉点阶段数据处
理主要命令的使用。
二、实验要求
完成实物的三维数据扫描及点阶段的数据处理，得到一个完整的多边形数据模型。
三、所需的设备、仪器、工具或材料
1. 扫描件（学生自己准备）
2. 柯尼卡美能达VIVID910 扫描仪
3. Geomagic Studio10.0 逆向设计软件
4. 电脑
四、实验步骤及结果
（一）数据的扫描
Step1 扫描件的准备。
该扫描件反光效果较为合理，则不需要喷
涂上显像剂；为了以后该数据拼
合的方便与准确，应在被扫描
件表面上做上点标记。
Step2 启动Konica Minolta VIVID 910
三维扫描仪，再启动电脑，
打开Geomagic Studio。
点击工
具栏上的“插件”按钮出现图 1
所示的对话框。
Step3 调整扫描仪与扫描件之
间的距离与视角，保证扫描件
在显像框的中心位置。
Step4 点击图1所示对话框中
的Scan 按钮，开始扫描。
等
待数秒后，显像框更新为图 2
所示，根据出现的点的色谱，
分析数据的质量，扫面图以颜
色来表示距离，越红表示扫描
仪与物体距离越近，越蓝则越
远，图2中可以看出小猪存钱
罐的额头距离扫描仪最近，四
周部分距离较远。
图1
图2物体扫描后的显像框
Step5 点击图1所示对话框的“确定”按钮，完成一个视角的扫描。
Step6 将扫描物选择一个角度，重复步骤（4）（5），直至所有实体都被扫描到。
（二）数据的预处理
物体扫描后的显像框
Step 1 将扫描数据导入Geomagic Studio 软件，删除每片点云数据体外孤点。
如图3，选择一片点云数据，在【选择】—【选择依据】—【区域】的对话框中选择百分比为50，红色为选中的点，点击【应用】——【确定】，系统自动选择点云数据体外孤点，在【点】—【删除】下进行删除。
如图4为完成后的数据。
用相同的操作对其它的点云数据体外孤点进行删除。
图3删除点云数据体外孤点
图4删除点云数据体外孤点完成图
Step 2 手动注册点云数据。
选中模型管理器中的所有数据模型，然后选择【对齐】—【手动注册】，在模型管理器对话框中，选择“n点注册”。
在【模式】下先选择“n点注册”，【定义集合】中的固定模式选择“scan-000a”，浮动模型选择“scan-001”。
在固定模型和浮动模型窗口选择相对应的
至少3点进行注册如图5，在第三个窗口中将显示出两个数据模型对齐后的效果图。
选择好点之后，点击【注册器】进行注册，查看“统计”一栏的平均距离和标准偏差是否符
合标准，若符合标准则点击【下一个】进行下一次注册，接下来的注册过程中，固定窗口的选项不变只改变浮动模型的选择，在两个窗口选择相对应的三个公共特征点进行注册。
图6为注册完成后的模型，点击确定按钮退出手动注册。
图6手动注册点云数据完成图
Step 3 全局注册点云数据。
点击【对齐】—【全局注册】出现图7 注册对话框。
点击应用按钮，软件对扫描数据进行重新计算，进一步减小对齐的误差。
图8为完成图
图7全局注册图
图8全局注册图完成图
Step 4 合并点云数据。
选择【点】—【合并】，将弹出“合并扫描”对话框，可以将多个点数据合并成为一个以三
角形组成的片数据，如图9。
图10为合并后的图。
图9合并
图10合并完成图
五、思考题
1. 减少噪音时，参数选项中自由曲面、棱柱形分别对应什么类型的模型？
2. 分析三维数据扫描时产生误差的因素。
3．多视觉数据拼合时，手动注册的方式有哪几种？在使用不同的注册方式时，
应注意哪些问题？
答：1.自由曲面对应以自由曲面为主的模型，棱柱形对应以模型中有锐利边角的模型。
2.产生误差的因素大致分为：仪器误差，与目标物体反射面有关的误差，外界环境条件。
仪器误差是仪器本身性能缺陷造成的测量误差，包括激光测距的误差，扫描角度的误差；与目标物体反射面有关的误差主要包括目标反射面倾斜的影响和表面粗糙度的影响；外界环境主要包括温度，光线等因素。
3.手动注册分为：“1点注册”“n点注册”“删除点阵格”三种注册模式。
注意的问题：当使用“1点注册”时，接近的方位很重要，否则注册不能正确工作，尽量选择好的点是获得高精度的关键。
当使用“n点注册”时，将在两个模型窗口分别选择相对应的多个公共特征点（3点或3点以上）进行注册。
当使用“删除点阵格”时，可以根据点云的实际特征进行灵活选择。
六、实验小结
通过本次实验，我对产品扫描有了一定的认识，对于逆向工程有个更深入的了解和兴趣，了解了一种非接触光学测量设备三维扫描的方法，掌握了Geomagic Studio 软件点阶段
数据处理的方法，熟悉了点阶段数据处理主要命令的使用。
对于这门课程有了更浓厚的兴趣。