數(shù)字化設(shè)計與3D打印 課件 6.翻轉(zhuǎn)相冊的創(chuàng)新設(shè)計與打?。?.吸塵器模型的掃描；8.雷達貓眼零件點云封裝處理

河南工業(yè)職業(yè)學(xué)院翻轉(zhuǎn)相冊的創(chuàng)新設(shè)計與打印數(shù)字化設(shè)計與3D打印課程導(dǎo)入

能夠結(jié)合客戶需求與打印實際，進行產(chǎn)品設(shè)計能夠根據(jù)客戶需求完成產(chǎn)品設(shè)計與制作客戶在某視頻網(wǎng)站上，看到一個翻轉(zhuǎn)日歷的制作視頻，他想要利用這個創(chuàng)意制作一個桌面放置的翻轉(zhuǎn)相冊，如圖2-113所示，可以循環(huán)展示20張以上的1寸照片，作為女朋友的生日禮物。請你結(jié)合翻轉(zhuǎn)日歷的視頻幫他實現(xiàn)這個想法。掌握產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的要求學(xué)習(xí)目標工作場景描述PART01了解需求明確工作任務(wù)勘察現(xiàn)場項目內(nèi)容擺放方式

尺寸要求

容量要求表2-27產(chǎn)品信息調(diào)查表查看視頻，了解翻轉(zhuǎn)日歷的制作方法，明確翻轉(zhuǎn)日歷結(jié)構(gòu)及工作原理。與客戶溝通，了解客戶需求，獲取有效信息，并記錄進表2-27中。PART02建模、切片處理、打印及裝配現(xiàn)場操作翻轉(zhuǎn)相冊的切片處理與打印導(dǎo)入模型啟動cura軟件，根據(jù)打印需求，選擇對應(yīng)打印模式。參數(shù)設(shè)置在基本設(shè)置菜單中，修改參數(shù)，確定模型效果，并將參數(shù)記錄在表2-24中。保存G代碼參數(shù)設(shè)置完成后，把模型保存為G代碼。類別參數(shù)選擇依據(jù)質(zhì)量層厚

壁厚

允許反抽

填充底部/頂部厚度

填充率

速度與溫度打印速度

噴嘴溫度

熱床溫度

支撐支撐類型

平臺附著類型

耗材直徑

流量

設(shè)備型號

混色模式混色模式選擇

右邊固定比例

分層模式層數(shù)

雙色模式雙噴頭支撐

噴嘴擦拭塔

溢出保護

單色模式

打印所需時間表2-24切片參數(shù)記錄表1.切片設(shè)置掃描儀結(jié)構(gòu)認知將存儲有模型G代碼的優(yōu)盤插入打印機，按照前期積累的打印機操作技能，完成各組件的打印任務(wù)。圖2-113翻轉(zhuǎn)相冊2.完成打印河南工業(yè)職業(yè)學(xué)院感謝觀看數(shù)字化設(shè)計與3D打印河南工業(yè)職業(yè)學(xué)院吸塵器模型的掃描數(shù)字化設(shè)計與3D打印課程導(dǎo)入

熟悉并掌握掃描前期準備工作理解并掌握掃描過程三維掃描儀的操作及軟件相關(guān)功能某注塑制品生產(chǎn)廠家生產(chǎn)需要某一型號車載吸塵器后座外殼?？蛻籼峁┰撐鼔m器后座外殼模型，希望你公司幫助他們通過逆向掃描的方法，獲取完整的產(chǎn)品外觀數(shù)據(jù)，以便后期進行新產(chǎn)品開發(fā)。掌握模型逆向數(shù)據(jù)采集的工作流程學(xué)習(xí)目標工作場景描述PART01掃描流程認知明確工作任務(wù)勘察現(xiàn)場表3-1模型掃描流程下表3-1為用三維掃描儀掃描模型的流程，請熟悉整個流程，并提前準備好掃描過程需要用到的工具。 步驟內(nèi)容需要的工具工具準備情況1掃描樣件評估模型

2噴粉（根據(jù)上一步評估結(jié)果確定是否進行噴粉操作）顯像劑

3粘貼標志點標志點

4掃描掃描儀轉(zhuǎn)盤

PART02掃描模型處理施工前的準備掃描樣件評估序號內(nèi)容確認結(jié)果1模型顏色

2模型材質(zhì)

3是否反光

4是否透光表3-2掃描樣件評估信息表觀察吸塵器外殼表面，確認表3-2中的信息。噴粉若冬天由于溫度過低粉末無法充分溶解，造成噴涂在工件表面顆粒很多，可以把顯像劑瓶放入溫水中或用吹風(fēng)機稍微加熱使粉末充分溶解。噴顯像劑前，先搖勻顯像劑，使顯像劑粉末充分溶解。步驟一噴粉噴涂速度應(yīng)均勻，避免工件因顯像劑噴涂不足而影響掃描數(shù)據(jù)；噴涂模型表面。在距離噴涂工件150-300mm左右位置，長按噴嘴勻速劃過工件表面，來回噴涂直至覆蓋整個工件。步驟二噴涂距離不宜過近，避免太近或同一位置噴涂太多顯像劑而形成積液，影響數(shù)據(jù)精度；不要遺漏不易噴涂的角落。噴粉噴涂過程中由于液體覆蓋在工件表面還未揮發(fā)，直接用手接觸工件會留下指紋而影響后續(xù)掃描數(shù)據(jù)效果，可戴橡膠手套或等液體揮發(fā)后再觸碰工件。顯像劑噴涂均勻后晾曬5-10分鐘使其變干。步驟三噴粉噴涂完成后，顯像劑應(yīng)均勻覆蓋工件，表面平滑。噴涂完成步驟四粘貼標志點標志點粘貼技巧圖3-1車載吸塵器標志點工作原理是通過至少3個或4個（根據(jù)設(shè)備不同）標志點，形成一個唯一的空間特征。當采集到的空間特征在之前出現(xiàn)過，此時軟件就可以確定當前數(shù)據(jù)與之前數(shù)據(jù)間的相對位置關(guān)系，輔助拼接。粘貼標志點粘貼標志點時應(yīng)注意以下幾點：應(yīng)根據(jù)當前標定范圍選擇大小合適的標志點，標志點太大或太小會影響軟件識別，影響精度；標志點粘貼密度適當，確保每次采集視野范圍內(nèi)，可以采集到3個以上的公共標志點，一般建議5~7個，且在相機多個角度中可以同時看到；確保每次掃描到的標志點可以形成一個空間特征，因此標志點應(yīng)隨機均勻粘貼在模型表面，應(yīng)避免粘貼成線性，陣列等太規(guī)則的情況；標志點應(yīng)粘貼在平面或曲面上，粘貼在邊緣會造成標志點不完整影響識別；標志點應(yīng)保持干凈完整，標志點破損或有遮擋會造成標志點圓不完整影響識別；粘貼標志點標志點粘貼策略實際粘貼標志點時主要有兩大類情況：貼在物體的表面上：對于大部分工件，我們可以直接粘貼標志點，掃描過程中標志點相對于工件位置不變，掃描儀和工件可以相對移動，拼接精度有保障。貼在物體的周圍：當遇到一些尺寸比較小或結(jié)構(gòu)特征比較復(fù)雜的工件時，無法在模型上貼點，這時就需要借助輔助工具或夾具（常貼于底座圓盤上）來貼點，實現(xiàn)拼接掃描的目的。這種方法不會影響采集的數(shù)據(jù)，但是在掃描過程中，被測物體和周圍標記點之間的距離不能改變。實際操作過程中，也可將兩種情況結(jié)合使用。如本模型結(jié)構(gòu)整體對稱，為了使操作過程方便快捷，可以在吸塵器外殼和轉(zhuǎn)盤上同時貼點，既節(jié)省掃描時間，也可以減少粘貼在物體表面上的標志點數(shù)量。PART03吸塵器模型掃描現(xiàn)場施工吸塵器模型掃描標定。準備開始掃描。新建工程，將模型放在轉(zhuǎn)盤中間位置，打開投射十字，確定模型基本位于投射十字中間。步驟一步驟二開始掃描。單擊開始掃描，開始進行掃描操作。步驟三吸塵器模型掃描掃描上傳至軟件的點云數(shù)據(jù)不完整時，按照同一方向轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，繼續(xù)補掃使得缺失部分完整。翻轉(zhuǎn)模型及轉(zhuǎn)盤，掃描模型下表面數(shù)據(jù)。步驟四步驟五保存點云數(shù)據(jù)。將點云數(shù)據(jù)保存在目標目錄下，文件格式選擇“頂點文件.asc”。步驟六河南工業(yè)職業(yè)學(xué)院感謝觀看數(shù)字化設(shè)計與3D打印河南工業(yè)職業(yè)學(xué)院雷達貓眼零件點云封裝處理數(shù)字化設(shè)計與3D打印課程導(dǎo)入

掌握GeomagicWrap軟件工作界面小李得到了某公司正在生產(chǎn)雷達貓眼零件的三維掃描數(shù)據(jù)，如圖3-2所示，他想在這個模型的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化設(shè)計，但是小李并不熟悉點云數(shù)據(jù)的處理方法，因此向你尋求幫助，希望你對該數(shù)據(jù)文件進行處理后，給出可以進一步進行建模設(shè)計的stl文件。掌握模型產(chǎn)品點云處理過程學(xué)習(xí)目標工作場景描述掌握用GeomagicWrap軟件對模型數(shù)據(jù)進行雜點處理、光順處理、封裝的方法PART01GeomagicWrap軟件初識操作前準備GeomagicWrap軟件操作界面序號名稱序號名稱1標題欄8特征樹2菜單欄9模型樹3狀態(tài)欄10對話框4顯示欄11數(shù)字模型5分析欄12選擇過濾器6工具13內(nèi)存/緩存監(jiān)視7工具條表3-7GeomagicWrap軟件操作界面將表3-7中各部分對的應(yīng)序號，填入圖3-5中正確位置。GeomagicWrap軟件操作界面圖3-5GeomagicWrap軟件操作界面將表3-7中各部分對的應(yīng)序號，填入圖3-5中正確位置。鼠標鍵盤的操作序號操作功能1滾動鼠標滾輪/shift+鼠標右鍵上下滑動鼠標模型縮放2Ctrl+鼠標右鍵移動鼠標/同時按下鼠標左右鍵模型平移3鼠標右鍵移動鼠標模型旋轉(zhuǎn)4單擊鼠標左鍵選擇要素5Shift+鼠標左鍵選擇對象選擇多個要素6Ctrl+鼠標左鍵選擇需解除對象解除選擇要素表3-8GeomagicWrap鼠標鍵盤基本操作打開GeomagicDesign軟件，導(dǎo)入文件后，嘗試以下操作，明確以下操作的功能。PART02點云封裝處理現(xiàn)場施工導(dǎo)入點云數(shù)據(jù)啟動GeomagicWrap軟件，單擊工具欄上的“打開”圖標，系統(tǒng)彈出“打開文件”對話框，選中“雷達貓眼件.asc”文件后，點擊“打開”按鈕，工作區(qū)中就顯示貓眼件掃描數(shù)據(jù)?？梢钥吹絼倓倰呙柰瓿傻臄?shù)據(jù)，點云是雜亂粗糙的，因此必須要進行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。GeomagicWrap軟件著色點云數(shù)據(jù)為了使點云的形狀更加清晰，方便觀察，導(dǎo)入數(shù)據(jù)后首先需要將點云進行著色。選中模型管理器中的點云數(shù)據(jù)后，點擊“點”菜單欄，選擇“著色”命令，模型數(shù)據(jù)就會呈現(xiàn)如圖3-5所示的高亮狀態(tài)。此時就可以對模型數(shù)據(jù)進行觀察，判斷掃描數(shù)據(jù)是否完整。為了更方便的觀察點云數(shù)據(jù)，可以在操作區(qū)域單擊鼠標右鍵，選擇“設(shè)置旋轉(zhuǎn)中心”，在合適的位置單擊，就可以設(shè)置以該位置為中心，對數(shù)據(jù)進行放大、縮小或旋轉(zhuǎn)。刪除四周雜點選擇工具欄中的“套索選擇工具”，按住鼠標左鍵勾畫出模型的外部輪廓，被選中的區(qū)域?qū)尸F(xiàn)如圖3-6所示的紅色。單擊鼠標右鍵，選擇“反轉(zhuǎn)選區(qū)”后，被選中的點云數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，如圖3-7所示。此時點擊“點”菜單下的“刪除”命令，或直接使用鍵盤Delete鍵，就可以將大面積雜點進行刪除。1.手動刪除大面積雜點3-63-7旋轉(zhuǎn)模型，從不同角度觀察，多次重復(fù)該操作，盡可能多的刪除大面積雜點。刪除四周雜點非連接項是指同一物體上具有一定數(shù)量的點形成了彼此間分離的點群的點。2.利用“非連接項”刪除雜點3-8點擊“點”菜單下的“選擇”菜單，選擇“非連接項”命令，彈出如圖3-8所示的“選擇非連接項”對話框。為了使系統(tǒng)能夠選擇出在拐角處離主點云很近但不屬于主點云的一部分點，這里通常將“分隔”方式設(shè)置為“低”，“尺寸”選項按默認值“5.0”，點擊“確認”按鈕。點云中的非連接項就會被選中，呈現(xiàn)出紅色，點擊“點”菜單下的“刪除”命令或直接按下Delete鍵刪除即可。刪除四周雜點體外孤點是指與其它絕大數(shù)的點云具有一定距離的點。體外孤點設(shè)置為較低數(shù)值，系統(tǒng)會選擇遠距離的點，高數(shù)值選擇的范圍會更接近真實數(shù)據(jù)。3.利用“體外孤點”刪除雜點3-9點擊“點”菜單下的“選擇”，選擇“體外孤點”命令，彈出如圖3-9所示的“選擇體外孤點”對話框。根據(jù)模型狀況，設(shè)置“敏感度”值，本次選中默認值“85”，點擊“應(yīng)用”按鈕。點云中的非連接項就會被選中，呈現(xiàn)出紅色，如圖3-10所示。點擊“確認”按鈕后，就可以點擊“點”菜單下的“刪除”命令或直接按下Delete鍵對選中的體外孤點進行刪除。3-10刪除四周雜點由于逆向設(shè)備或掃描方法等因素，造成掃描數(shù)據(jù)存在系統(tǒng)誤差和隨機誤差，當有些掃描點的誤差比較大，超出允許范圍后，就形成了噪音點。因此在刪除后主體表面如果還很粗糙，可以使用減少噪音進一步提高表面質(zhì)量。4.減少噪音3-11點擊“點”菜單下的“減少噪音”命令，彈出如圖3-11所示的“減少噪音”對話框。選中“自由曲面形狀”，“平滑度水平”選擇“無”，“迭代”設(shè)為“5”，“偏差限制”設(shè)為“0.05mm”。點擊“確認”按鈕。封裝數(shù)據(jù)點擊“點”菜單下的“封裝”命令，彈出如圖3-12所示的“封裝”對話框，本案例使用默認數(shù)據(jù)，點擊“確定”按鈕，這個命令將圍繞點云進行封裝計算，使點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為如圖3-13所示的三角面片模型。該對話框中的采樣選項，是通過設(shè)置點間距或設(shè)定三角形的數(shù)量來進行采樣，模板三角形數(shù)量設(shè)置的越大，封裝后多邊形網(wǎng)格就越緊密。最下方的“執(zhí)行”設(shè)置，可以調(diào)節(jié)采樣質(zhì)量的高低，可以根據(jù)點云數(shù)據(jù)的實際特征，進行適當?shù)脑O(shè)置。3-133-12多邊形處理“多邊形”菜單下“平滑”組中的命令都可以使三角面片更加光滑，使用較多的是“松弛”和“刪除釘狀物”。1.松弛、刪除釘狀物3-143-15點擊“多邊形”菜單下的“松弛”或“刪除釘狀物”命令，彈出如圖3-14所示相應(yīng)對話框后，根據(jù)模型特征設(shè)置參數(shù)，點擊“應(yīng)用”按鈕，就可以看到模型的光順效果，如圖3-15所示。多邊形處理關(guān)閉“選擇背景模式”，如圖3-16所示框選不完整有漏洞和有毛邊的三角面片，選中區(qū)域紅色高亮顯示后，刪除。也可以利用“開流形”命令，刪除