逆向工程與快速成型技術(shù)應(yīng)用（第3版）課件：逆向工程技術(shù)認(rèn)識

逆向工程與快速成型

技術(shù)應(yīng)用2市場環(huán)境的變化

——企業(yè)競爭加劇，產(chǎn)品市場壽命縮短設(shè)計環(huán)境的變化

——開發(fā)新產(chǎn)品成功率要高，而設(shè)計周期要短制造環(huán)境的變化

——多品種、小批量（大規(guī)模的定制化）呼喚產(chǎn)品快速開發(fā)技術(shù)！

產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境的變化3

設(shè)計

樣機

生產(chǎn)工程需求圖檔工業(yè)設(shè)計？樣品？試驗如何快速制造？產(chǎn)品小批量？逆向工程、快速成形、快速模具是產(chǎn)品快速開發(fā)技術(shù)！任務(wù)一初識逆向工程任務(wù)二再識逆向工程任務(wù)三了解逆向工程應(yīng)用

逆向工程技術(shù)認(rèn)知5掌握逆向工程技術(shù)的概念和工作流程，理解逆向工程技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)及實施的軟硬件條件，了解逆向工程技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用方法。能力目標(biāo)知識要點了解逆向工程技術(shù)的基本概念逆向工程、正向設(shè)計了解逆向工程的流程逆向工程技術(shù)工作流程了解逆向工程的應(yīng)用和意義逆向工程的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)W習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)要求傳統(tǒng)正向設(shè)計方法－過程No需求分析詳細設(shè)計初步設(shè)計概念設(shè)計工藝規(guī)劃可行性分析？Yes樣機試制

制造設(shè)計與制造信息描述

是從構(gòu)思到數(shù)字模型，再到產(chǎn)品（實物）的演化過程任務(wù)一初始逆向工程傳統(tǒng)正向設(shè)計方法－表達設(shè)計信息可用參數(shù)精確描述8我國引進的產(chǎn)品如何深入研究、消化、吸收這些先進技術(shù)，探索引進產(chǎn)品中的關(guān)鍵技術(shù)，在此基礎(chǔ)上改進、創(chuàng)新、開發(fā)出符合我國國情的先進產(chǎn)品，形成自己的技術(shù)體系。

逆向工程技術(shù)產(chǎn)生的背景背景之一9復(fù)雜產(chǎn)品（如飛機、汽車等主模型）型面構(gòu)成復(fù)雜，現(xiàn)階段必須制造出實物原型，在實物原型的基礎(chǔ)上開展開發(fā)。

逆向工程技術(shù)產(chǎn)生的背景背景之二概念設(shè)計效果圖油泥模型風(fēng)洞試驗修改模型定型數(shù)字化測量模型重構(gòu)制造模型符合空氣動力學(xué)性能的流線性10逆向工程（ReverseEngineering，簡稱RE）是將實物模型轉(zhuǎn)變?yōu)镃AD模型的相關(guān)數(shù)字化測量技術(shù)、幾何模型重構(gòu)技術(shù)和產(chǎn)品制造技術(shù)的總稱。逆向工程的定義11概念設(shè)計汽車儀表板開發(fā)流程12效果圖汽車儀表板開發(fā)流程13油泥模汽車儀表板開發(fā)流程14測量汽車儀表板開發(fā)流程15點云數(shù)據(jù)汽車儀表板開發(fā)流程16CAD模型汽車儀表板開發(fā)流程17

最終產(chǎn)品汽車儀表板開發(fā)流程19任務(wù)二再識逆向工程——工作流程20數(shù)據(jù)測量——是指通過特定的測量方法和設(shè)備，將物體表面形狀轉(zhuǎn)換成幾何空間坐標(biāo)點，從而得到逆向建模以及尺寸評價所需數(shù)據(jù)的過程。數(shù)據(jù)測量是逆向工程的第一步，也是后續(xù)工作的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)處理——包括了雜點的刪除、多視覺數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)簡化、數(shù)據(jù)補缺、數(shù)據(jù)平滑等。模型重構(gòu)——根據(jù)實物樣件的特征重構(gòu)出三維模型的過程。兩種重構(gòu)方法：對于精度要求較低、形面復(fù)雜的如玩具、藝術(shù)品等的逆向設(shè)計，常采用基于三角面片直接建模；對于精度要求較高的，形面復(fù)雜產(chǎn)品的逆向開發(fā)，常采用擬合NURBS或參數(shù)曲面建模的方法。任務(wù)二再識逆向工程——實施的條件硬件條件軟件條件1）專用的逆向軟件：Imageware、GeomagicStudio等

2）基于正向的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)軟件：CATIA、UG、Pro-E三維掃描設(shè)備產(chǎn)品制造設(shè)備——切削加工設(shè)備、快速成型設(shè)備22涉及到的主要技術(shù)：數(shù)據(jù)采集技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、模型重構(gòu)技術(shù)23

當(dāng)設(shè)計無法直接在設(shè)計軟件中準(zhǔn)確表示，或需要通過實驗測試才能定型的工件模型（比如航天航空、汽車等領(lǐng)域），通常首先做成油泥、木?；蚺菽芰献龀僧a(chǎn)品的比例模型，模型用逆向工程技術(shù)將其轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品的三維CAD模型及其模具。新產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用(1)任務(wù)三了解逆向過程的應(yīng)用24產(chǎn)品的仿制和改型設(shè)計

應(yīng)用(2)25模具快速制造應(yīng)用領(lǐng)域破損模具的制成控制與快速修補(3)26模具快速制造應(yīng)用(3)模具測量重構(gòu)模型27應(yīng)用于產(chǎn)品檢測應(yīng)用(4)28顱骨修補醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用(5)

利用CT、MRI數(shù)據(jù)，利用逆向工程技術(shù)將斷層掃描信息轉(zhuǎn)換為三維數(shù)字模型，為醫(yī)學(xué)教學(xué)、手術(shù)輔助提供數(shù)據(jù)參考，與快速成型結(jié)合，定制組織器官、骨架等模型。29特種服裝、頭盔的制造要以使用者的身體為原始設(shè)計依據(jù)，此時，需首先建立人體的幾何模型。服裝、頭盔、鞋子設(shè)計等應(yīng)用(6)3031逆向工程也廣泛用于修復(fù)破損的文物、藝術(shù)品，或缺乏供應(yīng)的損壞零件等。此時，不需要復(fù)制整個零件，只是借助逆向工程技術(shù)抽取原來零件的設(shè)計思想，用于指導(dǎo)新的設(shè)計。藝術(shù)品文物復(fù)制，博物館藏品、古建筑的數(shù)字化應(yīng)用(7）32影視動畫角色、場景、道具等三維虛擬物體的設(shè)計和創(chuàng)作制造應(yīng)用(8）動漫&游戲?qū)⑺囆g(shù)家的概念模型做成三維數(shù)據(jù)模型，以用于電腦游戲和電影動畫的制作．33

逆向工程是將實物樣件或手工模型轉(zhuǎn)化為數(shù)模，包含了數(shù)據(jù)掃描、數(shù)據(jù)處理與數(shù)模重構(gòu)、模型制造幾個階段。逆向工程技術(shù)應(yīng)用的重大意義在于：逆向工程不是簡單地把原有物體還原，它還要在還原的基礎(chǔ)上進行二次創(chuàng)新。逆向工程作為一種新的創(chuàng)新技術(shù)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，并取得了重大的經(jīng)濟和社會效益。小結(jié)