逆向工程也称反求工程

逆向工程也称反求工程

快速成型（3D打印）是一种增材创造技术。

传统的制造成型方式如：车（床）、铣（床）、刨（床）、磨（床）、铸（造）、锻（造）、焊（接）、模具注塑，属于减材制造

逆向工程是一种现代化的设计技术，涉及：数据采集、点云数据后处理、CAD模型重构/重建

建立一套完整的逆向工程系统需要的基本设备有：测量设备、点云数据软件、CAD/CAE软件、快速成型设备。

对一个工件进行三维扫描时，干扰扫描结果的因素：工件颜色、室内空气流、光线。

快速成型技术是由CAD模型直接驱动，快速制造出任意复杂形状的三维物理实体的技术。

快速成型的过程中。计算机将按照一定的规则将三维模型离散为一系列有序的单元，通常在Z向将其按一定厚度进行离散。将模型变成一系列的二维层片。

逆向工程所需要的测量按其技术及应用一般

分为两大类：接触式测量、非接触式测量。

三角法测量原理分为：点测量、线测量、面测量

视觉测量一般使用的激光光源有：点结构光、线结构光、面条纹结构光

快速成型精度指加工后的成型件与原三维CAD 设计模型之间的误差，主要有表面误差、形变、几何尺寸误差。

几种快速成型工艺：

光固化立体造型一-SLA：

用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业然后升降台在垂直方向移动一个层面的高度，再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体。分层实体制造一一LOM：

薄片材料，如纸。塑料海膜

选择性激光烧结一一SLS

将粉未预热到稍低于其熔点的温度，然后在刮平棍子的作用下将粉末铺平;激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择地烧结，一层完成后再进行下一层烧结，全部烧结完后去掉多余的粉末，则就可以得到一烧结好的零件。

熔高雌积成型一-FDM

培丝沉积，它是将丝状热熔性材料加热融化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来，FDM技术的桌面级

3D打印机主要以ABS和PLA为材料

CAD软件中提供的主要曲线类型：Bezier、B-Spline、NURBS

曲面、曲线的连续性大致可分为：位置连续

(G0 )、切线连续(G1)、曲率连续(G2 )

通过逆向工程技术采集到物体点云数据后要进

行的操作有：检查点群、噪声滤除、排序并使其平滑化、点数据筛减

逆向工程点云的后处理软件：

Imageware Geomagic Studio DigiSurface

iges数据格式的缺点：层信息常丢失、产生的数据

量太大。

3D打印技术适用于：样品试制、产品设计中的零件

装配与验证、零件设计原型的快速制造

1、模型上粘贴参考点校准三维扫描仪后开始对模型进行多次、多角度扫描，确保没有未被扫描到的表面。获得模型的点云数据后，将点云文件储存。

2、在逆向工程软件中(如Geomagic Studio )导入模型的点云数据，通过删除杂点、填孔、降噪、平顺等操作后获得较为光顺的曲面模型，井将曲面模型储存。

3,在CAD造型软件中打开该曲面模型，对曲面模型进行重建，并根据设计需求修改，直至满足改进要求。传统的顺向工程与逆向工程的区别：

传统的工业产品开发均是按着严谨的研究开发流程，从确定功能与规格的预期指标开始，构思产品的组件，然后进行各个组件的设计、制造以及检验，再经过组装、整机检验、性能测试等程序来完成。每个组件都有原始的设计图纸，每个组件的加工也有自己的加工工序图表，每个组件的尺寸合格与否用产品检验报告来记录，此类开发工程通称为顺向工程，流程图如下：规格确定设计制造检验

逆向工程是指利用3D数字化测量手段，准确、快速地对一现有工件或实物模型(尤其是复杂不规则的自由曲面，常常没有CAD图纸)进行测量，通过相关软件针对测量数据进行处理，并采用三维几何建模方法重构原型的CAD模型。在完成CAD建模后，再进行顺向设计，或者以快速成型设备将样品模型制作出来。流程图如下:

样品3D轮廓测量数据处

理CAD模型建构顺

向设计快速成型的实现步骤：

(1)CAD模型设计。主要是解决零件的几何造型，因此需有较强的实体造型或曲面造型功能，并与后续的软件具有良好的数据接口。

(2 )2向离散化。这是一个分层的过程，它将CAD 模型在Z向上分成一系列具有一定厚度(通常在

0.05~0.3 mm之间) 的薄层。

(3 )层面信息处理。为控制成形机对层面的加工轨迹，须将层面的几何形状信息转换成控制成形机运动的数控代码。

(4 )层面加工与粘接。成形机根据控制指令进行二维扫描。同时进行层与展的粘接

(5 )层层堆积。当一层制造完毕后，成形机工作台面下降一个层厚的距离，再加工新的一层，如此反复进行直至整个原型加工完成。

逆向工程的应用领域与发展趋势

逆向工程的应用领域:

1.飞机、汽车、家电、玩具等的产品开发;

2、对已有构件及产品的局部修改以达到良好的美观及使用效果;

3.在缺少原始设计参数的情况下，将实物转化成CAD模型。

4、特殊领域，如医学领域骨骼、关节等的复制;

5、艺术品、文物的数据保存与仿制。

6、借助工业CT，快速发现、定位物体内部缺陷，实现工业产品的

无损探伤。

发展趋势:

1、发展专用、综合的测量系统，使之能根据不同样件选择测量方

式和路径，并能进行路径规划和自动测量;

2、研究适应不同测量方法的离散数据预处理技术;

3、研究曲面光顺拟合和光滑拼接技术;

4、研究模型重构技术，以及与CAD技术的开放结合;

5、发展集成的逆向工程技术;