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分析3D打印技术在产品逆向工程中的拓展性
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分析3D打印技术在产品逆向工程中的拓展性

3D打印技术在产品逆向工程中的拓展性探究摘 要: 如今逆向工程在产品设计中的应用得到了快速发展,与之相协调的快速成型技术也在不断更新。3D打印技术作为第三次工业革命的标志,正逐渐渗透到产品设计的各个环节,特别是产品逆向工程对3D打印技术的需求更为强烈。本文在概述了3D打印技术和逆向工程的概念与原理的基础上,通过对具体实例的分析,阐述3D打印技术在产品逆向工程的拓展性策略与集成应用,以实现产品快速设计、快速制造,最后强调该技术在逆向工程中的发展前景。
  关键词: 3D打印;逆向工程;拓展性策略;集成应用
  1.概述
  1.1 3D打印的概念
  3D打印技术是结合了机械、材料、软件以及数控等多学科知识,属于多学科交叉的一种先进的制造技术,3D打印技术在产品逆向工程中的拓展性相关范文由论文的好帮手http://www.rdpld.tw提供,转载请保留****.该技术是快速成型技术的一种,它是以数字模型文件为基础,通过对材料(粉末、金属、光敏树脂等)层层叠加制造,由3D打印机在X-Y平面内通过扫描形式形成数字模型的截面,并且在Z坐标方向间断地作层面厚度的位移,最终形成所需要的三维模型。根据材料的形成和加工成形方式的不同,可以将3D打印技术分为SLA、SLS、3DP、LOM、FDM五种类型。
  1.2 逆向工程的概念
  逆向工程又称为逆向技术,主要是针对于正向工程而言。正向工程是从产品设计到产品生产,是一种“从无到有”的设计过程,而逆向工程则是对一种产品设计技术再现的过程,既通过一定的技术和手段对产品进行逆向分析和探究,通过数字化设备和技术以及CAD等制图软件构造曲面或者实体,形成一个三维模型,进而演绎并?#19994;?#20986;该产品的生产流程、功能特点、结构特征以及技术规格等设计要素,最终制作出功能相近,但又和原产品不同的一种“从有到新”的设计过程。
  2.3D打印技术在产品逆向工程中的拓展性策略
  2.1逆向工程的目前状况
  目前逆向工程已经广泛应用于各个设计领域,它独特的设计过程受到很多设计公司的青睐。逆向工程主要是在现有产品的基础上推陈出新,快速的设计出市场所需求的产品。它主要的设计流程为样品3D测绘→点云数据采集→重构模型曲面→完成三维模型→快速成型→产品模具开发、生产。
  对于现有样品进?#26800;?#20113;数据扫描采集是逆向工程中最为重要的环节,它决定了后续模型曲面或实体的重建能否方便、?#26082;?#22320;进行。对噪声点和异常点的处理,将决定产品后期建模的完善程度。在此环节中需通过3D激光扫描仪利用激光光刀对贴在样品上表面的点进行扫描,进而通过软件形成点云的集合,再通过Geomagic Studio对扫描的数据进行分析整合,从而完成点云数据的采集。但是在此过程中需要专业的技术人员进行操作,而且现有的3D激光扫描仪对大型的样品如汽车、摩托车等的外形覆盖件进行数据扫描?#20445;?#30001;于对产品的特征和约束的识别度有限,从而影响对产品曲面的重构。并且对于大型的产品而言,从设计草图到油泥模型再到逆向工程,较长的设计周期会影响产品的生产效率,在整个过程中需要大量的专业人士的参与延长了设计周期,而3D打印技术的出现将会缩短逆向工程的周期,减少流程环节,推动设计与生产的结合。
  2.2 3D打印技术在产品逆向工程中的拓展策略
  3D打印技术与产品逆向工程的应用,是指在产品的反向演绎和制造的过程中,采用3D打印技术以实现产品的快速成型、产品分析与检测、产?#20998;?#26500;与制造等一体化过程。3D打印技术的应用不仅会缩短产品研发周期,而且有利于产品的分析与生产。3D打印技术与逆向工程的集成流程:样品→扫描点云数据→重构网格曲面→模型检测、数据分析→模型3D打印→打印产品分析→产品开模投产,产品出现理由再回到点云数据扫描,这样的一种循环过程。在此流程中,设计师还需要对初步打印的产品进行数据整合于分析,结合工程师对产品结构的倡议不断对产品外观进行改善,最后打印精度高、质量优良的产品。
  3D打印技术应用于产品逆向工程的广泛性不仅体现在二者的集成流程,更重要的是在掌握两者技术的基础上,根据二者的特点开展新的研究策略,缩短产品研发周期,提升产品研发质量,降低研发成本。
  对于所使用的材料而言,由于不同的材料所打印出的产品的精度不同,能够展示的细节也各不相同。由低精度到高精度的打印方式可以弥补目前在对产品细节处理时的不足,这就需要数模师对产品设计师的草?#21152;?#28145;刻的理解。数模师可以通过Alias、Rhino、UG等软件建立简单的三维模型,由3D打印机打印出低精度草模,再经过产品设计师对产品线条、细节的推敲完善草图后交于数模师和工程师进?#20889;?#29702;、增效,经过这样的循环过程会大大缩短
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