逆向工程及3D打印技术的应用与精度分析

针对结构复杂零部件难以获得精准的尺寸和外形,逆向工程与3D打印技术相结合可有效解决该问题。以汽车水枪为例,利用COMET蓝光扫描仪对其表面进行三维扫描,并获取三维点云数据,应用Colin3D软件分析扫描过程点云数据精度;利用Geomagic Studio软件对点云数据进行优化处理,应用Geomagic Design X软件对水枪曲面进行重构,通过偏差图与环境写像进行逆向建模过程的质量分析;采用光固化打印技术完成逆向实体的快速成型,利用Geomagic Control X将重建后的三维几何模型与原始CAD数据进行误差对比分析,为维修和加工制造提供了数据支持。     

基于Handyscan 3D激光扫描仪的逆向技术研究

以某型汽油发动机缸体、缸盖为例,应用Handyscan 3D激光扫描仪进行点云数据的获取,并结合逆向工程相关的处理软件详细研究了点云数据预处理、模型重构、误差检测以及模型优化的关键步骤和注意事项,最终实现对本典型结构产品的精准建模。研究结果对其他种类产品的逆向研究具有参考价值,将先进的设计经验同自身现有的设计体系相结合,有利于快速发展核心技术。     

逆向工程与3D打印技术在水枪铸模中的应用

利用三维扫描仪采集水枪点云数据,对点云数据处理后,用Geomagic Design X软件进行逆向建模,根据水枪的功能要求对结构进行优化设计,然后设计出水枪的模样和芯盒,最后用UP box打印机对模样进行3D打印。     

基于逆向工程的玩具脚的数字化改型设计

以某玩具脚产品为例进行了逆向工程,首先使用3D扫描仪获取点云数据,再利用Geomagic Wrap,Geomagic Design X,3DonePlus等软件进行逆向建模和改型设计,并应用"体偏差"命令进行偏差对比分析.最后应用3D打印机将数字模型打印出来,并进行装配调试.产品的生产周期短,研发成本低,能有效达到改型...     

基于正逆向混合技术的全面供气式面罩开发

采用正、逆向混合技术进行全面供气式面罩产品的优化设计.逆向阶段,在获取原产品后,利用非接触结构光测量系统进行点云数据获取.使用Geomagic Design X逆向软件进行数字点云模型处理.利用网格模型构建并生成最终的NURBS曲面模型,实现产品的快速参数重构及全尺寸检测,为后续正向设计打好基础.根据用户需求分析,将逆...     

多深孔特征汽车端盖的模型重构

为获取多深孔特征汽车端盖的实体化模型,对其模型重构方法进行研究。运用Geomagic Wrap完成点云数据的精简和噪点的去除,应用GA-BP算法对跨面点云孔洞修补。利用Geomagic Design X的正逆向结合设计功能,截取深孔特征处的轮廓;基于点云的自动特征识别进行参数化修正,运用正向设计命令完成实体模型的重构。采用Geomagic Control X软件对实体模型与原始点云数据的偏差进行分析,验证了该建模思路能够获得满足精度要求的汽车端盖实体模型,对具有相似情况的零件模型重构提供了参考。     

基于Imageware软件的汽车覆盖件逆向设计研究与应用

以某车型发动机罩盖的逆向设计为例,用ATOSTriTop系统进行点云数据采集;用ATOS扫描仪自带软件和专业逆向设计软件Imageware分别进行点云的预处理;将点云数据分块、采用由线构面的思想进行曲面重构。对重构的曲面质量进行评价,结果表明其误差在要求的范围之内,重构曲面光顺性好。     

压缩机螺杆转子型线逆向设计方法

在介绍传统螺杆型线设计方法的基础上,提出了基于测量数据的螺杆型线逆向设计方法.通过三维激光扫描仪测得压缩机螺杆的点云数据,对螺杆扫描数据进行处理,针对螺杆截面数据采用NURBS曲线拟合螺杆型线.最后实现了一种精确反求螺杆型线的方法.     

叶片模具型面逆向设计方法

针对我国叶片精锻模具逆向设计精度低、设计过程复杂等问题,运用VS自定义算法,实现了对模具型面点云数据的分块化处理,提高了数据点处理精度;运用UG二次开发,实现了曲线曲面的参数化建模和模具模型的检测与自动化修正,并运用Menu Script菜单脚本,实现点云数据处理、模具逆向建模以及检测与修正在UG中的集成,提高了模具逆向设计效率;最后运用Deform-3D软件对叶片模具设计的某些参数进行了验证,并通过工程实例对逆向设计的叶片模具进行了检测分析。     

基于局部特征的位姿求解算法北大核心

为提高点云数据配准精度,更准确获取目标物体位姿信息,提出一种基于局部特征的多源数据匹配位姿求解方法。首先,通过3D深度相机获取模型三维点云数据,并根据梯度阈值算法从大量点云数据中得到物体表面梯度值;其次,使用L+边界提取算法提取物体边缘轮廓特征信息,再遍历实体大量点云数据求解二维轮廓特征值,从而对输出的轮廓特征数据建立特征数据库;最后,对获取的点云数据特征进行数据处理,通过Hu矩匹配算法找到相对应的数据源后再由F-ICP匹配算法获取模型位姿。结果表明基于局部特征的多源数据匹配算法可以有效对点云数据进行位姿计算,匹配精度得到提升。     

航空发动机叶片数字化再制造方法研究

叶片作为航空发动机的关键部件,其数字化三维模型等核心技术资料一直由国外发动机厂商垄断。为获取航空发动机叶片的三维数字化模型,提出一种基于海量点云数据的叶片数字化模型重建方法。利用激光扫描仪获取的叶片点云数据;在点云数据预处理部分,进行点云对齐并合理精简;将点云数据截面转化为含有噪声的时域信号进行滤波,引入单树小波包分析方法,并通过坐标变换将其分割为叶盆面和叶背面;依据叶片的型面特点,采用不同方法对叶片截面边界进行拟合。反复上述过程,采用蒙面曲面的方法建立叶片数字化三维模型。实验结果表明,利用该方法建立的发动机叶片模型具有良好的光顺性和几何精度,明显提升了建模效率。     

复杂型腔玻璃模快速制造工艺

对具有复杂曲面的玻璃器皿外形尺寸进行三坐标测量,得到样品点云数据,再利用逆向工程技术对样品进行曲面重构进而得到用Pro/E软件构建的三维CAD模型,利用快速成型技术制得样品的SLA树脂原型,利用SLA树脂原型和复合陶瓷型壳铸造工艺得到模具毛坯和模具电火花加工电极,此工艺可以实现复杂型腔玻璃模具的快速加工。     

基于三维图像处理的车刀磨损缺陷检测方法研究

针对目前车刀磨损检测中所获取的二维图像处理无法提取车刀磨损区域三维特征的问题，提出一种基于结构光投影技术的方法，提取车刀磨损区域三维特征信息。对获取的信息进行分割，分离车刀中的垫片点云和刀头部分点云；然后对垫片点云进行最小二乘拟合平面处理，将拟合的平面与刀头部分点云进行最大距离求解，并用标准量块进行实际物理距离换算；最终获得刀头的最大实际磨损量，为工人更换刀头提供数据参考。实验结果表明：在对车刀进行磨损区域量化处理中，该方法可以获取车刀刀头的具体磨损量值，且具有较高的精度和较低的经济成本，该系统的误差小于0.05 mm,可满足实际生产需求。     

复杂箱体零件的激光扫描测量与模型重构

复杂箱体是一种制造难度较大的重要零件,逆向设计技术可以有效缩短复杂箱体零件的设计周期、降低生产成本,箱体的数字化测量是逆向设计的关键技术之一。在对复杂箱体进行数字化测量时,选用了转站方式的激光扫描测量方法。箱体外表面的点云数据可以通过激光扫描测量直接获得;箱体内腔形状复杂,难以测量,通过将石膏灌入箱体内腔,待石膏冷却成型后取出石膏,测量石膏外表面获得石膏外表面点云数据。计算出石膏质心,将石膏表面点云依照石膏材料的收缩率进行以质心为中心的缩放处理,反求出箱体内腔表面的点云数据,最后利用特征点匹配的方法将复杂箱体的外形点云数据和内腔点云数据融合,形成完整的箱体点云模型。根据点云完成了复杂箱体零件的三维数字模型的重构和精度评价。     

基于CATIA二次开发的逆向工程曲面重构方法研究

针对利用逆向工程中扫描点云数据,提取特征轮廓曲线与生成曲面时,工作量较大且容易出问题,提出一种基于特征数据提取与CATIA二次开发的正逆向相结合的曲面重构方法。以Geomagic Studio软件完成对扫描点云数据的预处理,针对不同产品模型的特征,提取不同的截面线与轮廓线;分析模型特征,对于简单特征模型通过旋转、拉伸、扫琼等命令重新生成新模型;对于复杂曲面造型,提取特征点云数据并导出为ASC格式文件,通过对CATIA二次开发,读入存在EXCEL中的大量点数据坐标,快速生成三维模型。结果表明:以Geomagic Studio与CATIA软件为工具,完成特征曲线提取与特征点数据读取,实现了基于截面特征与曲面特征的正逆向相结合的建模方法,为产品造型创新设计与快速建模提供一种新方式。     

基于逆向工程的脚手架扣件冲压模具设计

以脚手架扣件铸件为原型,运用三维扫描测量设备进行测量,获得产品表面数据.采用逆向工程软件Imageware对所测得的数据运用曲率分析的方法进行分割,然后对点云进行曲面重建,得到CAD模型.在此基础上,优化了冲压方向,相应地对CAD模型进行工艺性修改.采用板料成形有限元软件Dynaform对该模型进行了模拟仿真,结果表明修改后的形状成形性良好.以模拟结果为依据,设计出模具,生产出了合格产品.     

基于Imageware和Moldflow的塑料产品逆向设计与注射成型分析

阐述了逆向工程设计的过程和方法,利用逆向软件Imageware对头盔点云数据进行处理,划分特征线网格和曲面重构,然后将Imageware软件逆向设计的头盔三维模型导入Moldflow/MPI软件中,对头盔注射成型过程进行模拟仿真和分析,并根据填充、冷却和翘曲分析结果优化了模具结构,获得了较高质量的产品,实现了产品与模具的快速设计。