3D打印技術(shù)與逆向工程實(shí)例教程 第2版 課件 劉麗鴻 項(xiàng)目3-5 組合件的產(chǎn)品造型及3D打印、典型三維掃描儀的使用、逆向建模軟件的使用

項(xiàng)目三組合件的產(chǎn)品造型及3D打印任務(wù)3-1扁圓形香水瓶各部件造型及打印任務(wù)導(dǎo)入在工業(yè)造型產(chǎn)品設(shè)計(jì)賽項(xiàng)中，設(shè)計(jì)組合件的作品時(shí)，裝配及配合需要考慮的因素有哪些？任務(wù)描述通過(guò)扁平形香水瓶各部件的設(shè)計(jì)及打印，學(xué)習(xí)組合件設(shè)計(jì)的創(chuàng)意構(gòu)思，完成組合件的制作及打印。知識(shí)目標(biāo)1、用三維軟件設(shè)計(jì)組合件各組件。2、打印組合件各組件并裝配。技能目標(biāo)1、使用三維軟件Solidworks設(shè)計(jì)一套實(shí)現(xiàn)某種功能的組合件模型。2、合理設(shè)置螺紋連接、動(dòng)連接的間隙量，實(shí)現(xiàn)動(dòng)連接、靜連接。3、用立體光固化SLA打印機(jī)或熔融沉積技術(shù)FDM打印機(jī)打印，并對(duì)打印后的零件進(jìn)行修磨、SLA打印清洗后處理。任務(wù)實(shí)施參考常見香水瓶外形，如圖3-9，3-10所示，自己設(shè)計(jì)一個(gè)香水瓶，含2~5個(gè)零、部件。摘自2018年度“百匠杯”工業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)與3D打印技術(shù)技能大賽，以圖3-9所示的香水瓶零件為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)一款香水瓶。香水瓶整體高度在98mm~102mm之間，香水瓶容量在60ml~70ml之間，螺紋規(guī)格M22x2（公稱直徑22mm、螺距2mm、底孔直徑20mm），請(qǐng)根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》自行調(diào)用和設(shè)計(jì)。香水瓶由四到五個(gè)零部件組裝而成，如圖3-9香水瓶零件示意圖。噴嘴可以外購(gòu)，或者自行設(shè)計(jì)。圖3-10圖3-9圖3-10扁圓形香水瓶身圖紙參考扁圓形香水瓶蓋圖紙參考任務(wù)3-2鉆石形香水瓶各部件造型及打印任務(wù)導(dǎo)入在工業(yè)造型產(chǎn)品設(shè)計(jì)賽項(xiàng)中，組合件的設(shè)計(jì)需要考慮裝配及配合，其功能有哪些新的要求？任務(wù)描述通過(guò)鉆石形香水瓶各部件的設(shè)計(jì)及打印，學(xué)習(xí)組合件設(shè)計(jì)的創(chuàng)意構(gòu)思，完成組合件的制作及打印。知識(shí)目標(biāo)1、用三維軟件設(shè)計(jì)組合件各組件。2、打印組合件各組件并裝配。技能目標(biāo)1、用UG設(shè)計(jì)一套實(shí)現(xiàn)某種功能的組合件模型。2、合理設(shè)置螺紋連接、動(dòng)連接的間隙量，實(shí)現(xiàn)動(dòng)連接、靜連接。3、用立體光固化SLA打印機(jī)或熔融沉積技術(shù)FDM打印機(jī)打印，并對(duì)打印后的零件進(jìn)行修磨、SLA打印清洗后處理。扁圓形香水瓶身圖紙參考鉆石形香水瓶蓋圖紙參考任務(wù)3-3算盤各部件造型及打印任務(wù)導(dǎo)入算盤是古老的計(jì)算工具，如何設(shè)計(jì)？能否整體打印呢？任務(wù)描述通過(guò)對(duì)算盤組件設(shè)計(jì)、裝配及打印，學(xué)習(xí)組合件用軟件整體裝配后直接打印成品的一種快捷產(chǎn)品制造方式。知識(shí)目標(biāo)1、用三維軟件設(shè)計(jì)組合件各組件。2、在軟件中裝配組合體后打印裝配體。技能目標(biāo)1、用UG設(shè)計(jì)一套實(shí)現(xiàn)某種功能的組合件模型。2、合理設(shè)置螺紋連接、動(dòng)連接的間隙量，實(shí)現(xiàn)動(dòng)連接、靜連接。3、用立體光固化SLA打印機(jī)或熔融沉積技術(shù)FDM打印機(jī)打印，并對(duì)打印后的零件進(jìn)行修磨、SLA打印清洗后處理?？蚣苤樽訔U算盤圖紙參考實(shí)操練習(xí)1手機(jī)支架各組件設(shè)計(jì)建模及裝配打印。132手機(jī)支架件1手機(jī)支架件2手機(jī)支架件33D打印技術(shù)與逆向工程實(shí)例教程項(xiàng)目四典型三維掃描儀的使用項(xiàng)目四典型三維掃描儀的使用任務(wù)4-13DSS系列三維掃描儀的使用

任務(wù)4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印任務(wù)4-3用桌面掃描儀掃描茶壺模型任務(wù)4-4用桌面掃描儀掃描人臉模型及打印目錄任務(wù)4-13DSS系列三維掃描儀的使用【任務(wù)導(dǎo)入】通過(guò)3DSS系列三維激光掃描儀的使用，學(xué)習(xí)掃描的流程?！救蝿?wù)描述】通過(guò)3DSS系列三維激光掃描儀的使用，學(xué)習(xí)掃描的流程?！局R(shí)目標(biāo)】1．逆向設(shè)計(jì)定義及組成。2．工業(yè)型三維掃描儀?！炯寄苣繕?biāo)】1．了解逆向設(shè)計(jì)的應(yīng)用及組成，逆向設(shè)計(jì)流程。2．會(huì)使用3DSS系列三維激光掃描儀。逆向工程簡(jiǎn)介圖4-1三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)

圖4-2手持式激光掃描儀圖4-2手持式激光掃描儀任務(wù)4-13DSS系列三維掃描儀的使用圖4-6

快速曲面造型的流程圖4-6快速曲面造型的流程任務(wù)4-13DSS系列三維掃描儀的使用3DSS系統(tǒng)介紹3DSS系統(tǒng)包含掃描硬件和掃描軟件。硬件包括電腦、攝像頭、數(shù)字光柵發(fā)生器、三腳架；掃描軟件的操作系統(tǒng)是win2000/XP，軟件對(duì)攝像頭和光柵發(fā)生器進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和控制，對(duì)采集的圖象進(jìn)行軟件處理，生成三維點(diǎn)云，并能進(jìn)行三維顯示，輸出各種格式（asc,wrl,igs,stl等）的點(diǎn)云文件，可用Surfacer、Geomagic等軟件進(jìn)行進(jìn)一步處理。掃描儀外形及各部分名稱如圖4-7和圖4-8所示。圖4-73DSS掃描頭前視圖圖4-8掃描儀后視圖任務(wù)4-13DSS系列三維掃描儀的使用3DSS掃描儀操作任務(wù)4-13DSS系列三維掃描儀的使用3DSS掃描儀操作任務(wù)4-13DSS系列三維掃描儀的使用3DSS掃描儀操作任務(wù)4-13DSS系列三維掃描儀的使用掃描頭標(biāo)定任務(wù)4-13DSS系列三維掃描儀的使用掃描前置處理掃描范圍參考點(diǎn)直徑200X150mm3mm400X300mm5mm800X600mm8mm表4-1不同掃描范圍下的參考點(diǎn)大小圖4-20借助于參考板的多視角掃描任務(wù)4-13DSS系列三維掃描儀的使用單視掃描步驟啟動(dòng)掃描軟件激活攝像功能建立一個(gè)新掃描項(xiàng)目檢查掃描參數(shù)打開投影燈調(diào)整三腳架或物體觀察采集的圖象亮度是否合適定義掃描區(qū)域開始掃描觀察點(diǎn)云質(zhì)量輸出點(diǎn)云注意：每次掃描后要保存掃描點(diǎn)云參考點(diǎn)的兩個(gè)概念參考點(diǎn)管理參考點(diǎn)的顯示參考點(diǎn)管理區(qū)內(nèi)顯示的內(nèi)容是當(dāng)前視和參考視掃描得到的參考點(diǎn)信息，其余視中的參考點(diǎn)不會(huì)在窗口內(nèi)顯示出來(lái)參考點(diǎn)掃描出來(lái)后，在尚未做匹配之前，與點(diǎn)云一起顯示在點(diǎn)云顯示窗口中，并且此時(shí)只有當(dāng)前視被顯示出來(lái)。在列表中被選中的參考點(diǎn)以蘭色小球顯示，其余以黃色小球顯示，小球直徑是與真實(shí)直徑對(duì)應(yīng)的，每一個(gè)參考點(diǎn)都可被刪除或恢復(fù)。通常只刪除明顯錯(cuò)誤或誤差偏大的參考點(diǎn)。匹配成功之后，按參考點(diǎn)列表窗口上的OK按鈕后，參考點(diǎn)顯示成紅色小球。任務(wù)4-13DSS系列三維掃描儀的使用多視掃描步驟啟動(dòng)掃描軟件激活攝像功能建立一個(gè)新掃描項(xiàng)目設(shè)置掃描參數(shù)開投影燈，對(duì)準(zhǔn)待掃描區(qū)域，觀察視頻區(qū)，調(diào)整三腳架物體，物體到掃描頭的距離近似于設(shè)定掃描距離觀察采集的圖象亮度是否合適，不合適則調(diào)整相應(yīng)的增益參數(shù)定義掃描區(qū)域掃描第一幅點(diǎn)云，按“測(cè)量”或圖標(biāo)，軟件自動(dòng)地先掃描參考點(diǎn)，再進(jìn)行點(diǎn)云掃描。按圖標(biāo)

把當(dāng)前視加1。中間不能有未經(jīng)成功匹配的視。定義掃描區(qū)域進(jìn)行參考點(diǎn)和點(diǎn)云掃描觀察掃描結(jié)果按“匹配”按鈕，進(jìn)行匹配掃描下一個(gè)區(qū)域，直到所有區(qū)域掃描完畢輸出點(diǎn)云：用“輸出所有點(diǎn)云”可輸出所有視的掃描結(jié)果任務(wù)4-13DSS系列三維掃描儀的使用自動(dòng)拼接注意：只有匹配成功后才能繼續(xù)下面的掃描，若匹配不成功，要找到問(wèn)題所在。要注意經(jīng)常保存掃描的結(jié)果，防止意外發(fā)生。掃描新的區(qū)域時(shí)，要與已掃描過(guò)的某一幅至少有三個(gè)以上的重合參考點(diǎn)掃描新點(diǎn)云時(shí)，要按

圖標(biāo)增加序號(hào)。每次只能增加1；若沒有增加就掃描，則會(huì)覆蓋掉剛剛掃描的結(jié)果任務(wù)4-13DSS系列三維掃描儀的使用點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理流程掃描及處理的原則1）投影光線應(yīng)基本垂直于要掃描的部分。也就是說(shuō)，與投影光垂直部分的點(diǎn)云是最準(zhǔn)確的，在點(diǎn)云編輯過(guò)程中應(yīng)盡量保留。2）每次掃描的作用要明確，以利于點(diǎn)云編輯時(shí)有目的的取舍。3）遵循先拼后裁剪再合并，最后均勻采樣的步驟。4）點(diǎn)云合并前應(yīng)把文件保存，合并后再保存成另外一個(gè)文件。點(diǎn)云編輯與合并輸出根據(jù)用戶要求輸出不同的文件格式：1）二進(jìn)制STL文件，SaveAs->BinarySTL2）igs點(diǎn)云，選擇點(diǎn)云，SaveAs->igs.對(duì)齊坐標(biāo)系1)在點(diǎn)云中選擇某些基準(zhǔn)上的點(diǎn)云，建立基準(zhǔn)點(diǎn)線面；2)基準(zhǔn)點(diǎn)線面與全局坐標(biāo)系對(duì)齊，用“工具->對(duì)齊到全局”（tools->Alignment->toWorld）。3)手動(dòng)微調(diào)點(diǎn)云坐標(biāo)，用“工具->移動(dòng)->精確位置”（tools->Move->ExactPosition）。任務(wù)4-13DSS系列三維掃描儀的使用點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理流程之點(diǎn)云編輯與合并1）分別調(diào)入每幅點(diǎn)云，進(jìn)行去雜點(diǎn)和去除不好區(qū)域的點(diǎn)云操作，并在工具菜單里修改單位為millimeters可分別保存成mi.wrp文件。2）點(diǎn)云對(duì)齊（注冊(cè)），可以兩兩注冊(cè)。手動(dòng)注冊(cè)時(shí)，先用n點(diǎn)法初拼。用掃描軟件的自動(dòng)拼接功能時(shí)，通常不要手動(dòng)注冊(cè)了，除開事后補(bǔ)掃某些區(qū)域。再用去全局注冊(cè)（globalregister）進(jìn)行精確調(diào)整?？砂涯硯讐K點(diǎn)云固定位置，用pin（釘?。┎僮鞴潭ㄗ　?）全局注冊(cè)后（globalregister），要依據(jù)粘貼的參考點(diǎn)的點(diǎn)云，檢查點(diǎn)云是否發(fā)生錯(cuò)位現(xiàn)象。如有錯(cuò)位，則要重新處理點(diǎn)云。錯(cuò)位通常發(fā)生在平面或柱面區(qū)域。4）對(duì)mi(i=0，1,2,3…n)選擇菜單里選取最佳數(shù)據(jù)5）用點(diǎn)菜單里的修剪命令(從對(duì)象中刪除已選點(diǎn)之外的所有點(diǎn))，然后用聯(lián)合點(diǎn)對(duì)象的命令將分塊點(diǎn)云合并為一個(gè)6）用統(tǒng)一采樣（points->uniformsample）進(jìn)行均勻采樣，點(diǎn)距應(yīng)比希望的最小點(diǎn)距略小，采用標(biāo)準(zhǔn)型，1X1時(shí)可選0.3mm，2X2時(shí)可選0.6mm。7)如果點(diǎn)云關(guān)鍵部分有空洞應(yīng)該補(bǔ)掃。8)用選擇體外孤點(diǎn)（edit編輯->select選擇->outliers體外孤點(diǎn)）選擇并刪除跳點(diǎn)，可反復(fù)進(jìn)行兩到三次。9)用封裝（wrap）進(jìn)行三角化，一般情況下,噪音的降低（noisereduce）參數(shù)可選medium（中等）。對(duì)于某些要求銳邊的場(chǎng)合，可選none，但選none時(shí)，三角化結(jié)果會(huì)較粗糙，此時(shí)可用polygon多邊形->reducespikes（刪除釘狀物）進(jìn)行去毛刺。某些部位點(diǎn)云重合得不太好時(shí)，也會(huì)比較毛糙，同樣可用“多邊形->刪除釘狀物”（polygon->reducespikes）加以改善。10)如有必要，進(jìn)行補(bǔ)孔操作。補(bǔ)孔時(shí)，遵循先刪空邊界再補(bǔ)的順序。11)如有必要，可對(duì)銳邊做銳化操作12)如有必要可用decimatepolygons（簡(jiǎn)化多邊形）減少三角形數(shù)量，把高級(jí)選項(xiàng)打開，選擇曲率優(yōu)先。任務(wù)4-13DSS系列三維掃描儀的使用任務(wù)4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印【任務(wù)導(dǎo)入】手持式或者桌面掃描儀如何使用呢？對(duì)于復(fù)制零件如何掃描？【任務(wù)描述】通過(guò)使用喵喵T-1型桌面式掃描儀掃描恐龍模型來(lái)學(xué)習(xí)產(chǎn)品掃描流程。【知識(shí)目標(biāo)】桌面三維掃描儀。【技能目標(biāo)】會(huì)使用喵喵T-1型桌面式掃描儀轉(zhuǎn)臺(tái)掃描恐龍模型。一、喵喵T-1型桌面式掃描儀圖4-24不適合直接掃描物體圖4-25需要噴反差增強(qiáng)劑的物體任務(wù)4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印快速操作示意流程注意：將掃描儀放置在定位架限位卡槽一端，轉(zhuǎn)臺(tái)放置在圓孔一端，兩者對(duì)正對(duì)齊任務(wù)4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印掃描儀標(biāo)定過(guò)程1．打開的軟件界面如圖所示，點(diǎn)擊【標(biāo)定】4.將標(biāo)定板如圖所示居中放置3.將標(biāo)定板支架插入68°處，并保持處于原位2．將標(biāo)定板支架68°和75°之間的兩個(gè)槽位跟轉(zhuǎn)臺(tái)中間的小圓點(diǎn)對(duì)齊一線放置5.先閱讀一遍注意事項(xiàng)如圖4-34所示，然后按右上角示意圖擺放標(biāo)定板，注意中心大圓點(diǎn)的方向確保無(wú)誤后，點(diǎn)擊【開始標(biāo)定】。a)標(biāo)定板沒有支在凹槽的前沿b)標(biāo)定板沒有居中對(duì)齊錯(cuò)誤放置任務(wù)4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印標(biāo)定三次及成功標(biāo)志表面已完成一次采集，點(diǎn)擊【確定】進(jìn)行下一組采集按右上角示意圖，調(diào)整標(biāo)定板角度，如圖4-36，然后點(diǎn)擊【開始標(biāo)定】完成第二次采集，點(diǎn)擊【確定】進(jìn)行下一組采集按右上角示意圖，調(diào)整標(biāo)定板角度，然后點(diǎn)擊【開始標(biāo)定】跳出如圖提示，說(shuō)明標(biāo)定完成任務(wù)4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印

標(biāo)定錯(cuò)誤示例f)圖4-40標(biāo)定錯(cuò)誤a）掃描儀左右位置不對(duì)b）掃描儀上下位置不對(duì)c)掃描儀太近d)掃描儀太遠(yuǎn)e)曝光度設(shè)置不對(duì)，標(biāo)定板顯示太暗f)曝光度設(shè)置不對(duì)，標(biāo)定板顯示太亮a）掃描儀左右位置不對(duì)b）掃描儀上下位置不對(duì)c)掃描儀太近d)掃描儀太遠(yuǎn)任務(wù)4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印標(biāo)定錯(cuò)誤示例e)曝光度設(shè)置不對(duì)，標(biāo)定板顯示太暗任務(wù)4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印標(biāo)定錯(cuò)誤示例f)曝光度設(shè)置不對(duì)，標(biāo)定板顯示太亮任務(wù)4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印喵喵T-1型桌面式掃描儀掃描儀軟件操作界面圖4-41操作軟件界面表4-3工具欄按鈕簡(jiǎn)介任務(wù)4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印喵喵T-1型掃描恐龍模型過(guò)程步驟（一）注意：轉(zhuǎn)臺(tái)掃描時(shí)，將物體以常規(guī)姿態(tài)擺放，若進(jìn)行第二次補(bǔ)充掃描，則盡量改變物體擺放姿態(tài)，讓未掃描到的區(qū)域能夠被掃描到。3．預(yù)覽掃描過(guò)程，設(shè)備開始自動(dòng)掃描，可以通過(guò)軟件預(yù)覽掃描過(guò)程，如圖4-44所示4．補(bǔ)充掃描，出現(xiàn)如圖4-45提示時(shí)，表明已經(jīng)完成一次掃描，此時(shí)可以調(diào)整轉(zhuǎn)臺(tái)上的物體擺放方式，點(diǎn)擊【確定】，再點(diǎn)擊第一個(gè)按鈕，開始補(bǔ)充掃描。完成補(bǔ)充掃描后，兩次數(shù)據(jù)將會(huì)自動(dòng)擬合。如果數(shù)據(jù)已經(jīng)完整，則點(diǎn)擊【取消】，如果數(shù)據(jù)還有部分缺失，則繼續(xù)掃描如圖4-47所示1．常規(guī)選擇點(diǎn)擊如圖的【轉(zhuǎn)臺(tái)掃描】。2．掃描前設(shè)置：根據(jù)需要選擇細(xì)節(jié)，一般默認(rèn)【高】細(xì)節(jié)選擇彩色掃描時(shí)，顏色選擇【是】，點(diǎn)擊【顏色校準(zhǔn)顏色校準(zhǔn)完后點(diǎn)擊【開始掃描】。圖4-47繼續(xù)掃描詢問(wèn)任務(wù)4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印喵喵T-1型掃描恐龍模型過(guò)程步驟（二）5．封裝數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊【生成網(wǎng)格】按鈕，軟件將自動(dòng)封裝數(shù)據(jù)6．補(bǔ)洞處理，網(wǎng)格化完成后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)洞處理。7．補(bǔ)洞方式選擇，根據(jù)殘缺的部分選擇補(bǔ)洞方式，殘缺處為曲面則選擇【曲面】，若封閉一個(gè)平面則選擇【平面】8．模型顏色顯示。點(diǎn)擊【改變顏色】，可以關(guān)閉顏色直接查看模型9．關(guān)閉顏色，如圖所示，就是關(guān)閉模型顏色的狀態(tài)任務(wù)4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印喵喵T-1型掃描恐龍模型過(guò)程步驟（三）10．網(wǎng)格化數(shù)據(jù)處理，點(diǎn)擊【網(wǎng)格優(yōu)化】，對(duì)數(shù)據(jù)再次進(jìn)行處理11.網(wǎng)格優(yōu)化方式選擇，可根據(jù)實(shí)際需求選擇網(wǎng)格優(yōu)化方式，這里選擇【中】，【低】表示此操作后物體表面略平滑，【中】表示此操作后物體表面略粗糙12．保存文件，數(shù)據(jù)完成處理后，點(diǎn)擊【保存】按鈕13．導(dǎo)出網(wǎng)格文件，按需要，選擇導(dǎo)出相應(yīng)數(shù)據(jù)，一般選擇【導(dǎo)出網(wǎng)格】如圖4-56所示。選擇保存位置，進(jìn)行文件命名，選擇保存格式，最后點(diǎn)擊【保存】模型文件。如圖4-57所示。注：stl格式無(wú)顏色，網(wǎng)格格式下的ply帶有顏色信息。14．導(dǎo)出打印15.打印任務(wù)4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印任務(wù)4-3用桌面掃描儀掃描茶壺模型

【任務(wù)導(dǎo)入】茶壺類模型如何掃描？【任務(wù)描述】通過(guò)使用喵喵T-1型桌面式掃描儀掃描茶壺模型來(lái)學(xué)習(xí)產(chǎn)品標(biāo)記點(diǎn)掃描流程。【知識(shí)目標(biāo)】桌面三維掃描儀標(biāo)記點(diǎn)拼接掃描。【技能目標(biāo)】會(huì)使用喵喵T-1型桌面式掃描儀標(biāo)記點(diǎn)拼接掃描茶壺模型。【任務(wù)實(shí)施】茶壺屬于對(duì)稱的物體，可選擇轉(zhuǎn)臺(tái)掃描的【標(biāo)記點(diǎn)】的拼接模式，在茶壺上貼3個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，標(biāo)記點(diǎn)粘貼方式為不等腰的直角三角形，確保在每個(gè)角度的掃描過(guò)程中3個(gè)標(biāo)記點(diǎn)都能被掃描到。喵喵T-1型桌面式掃描儀用轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)記點(diǎn)拼接掃描茶壺的過(guò)程1.掃描儀標(biāo)定后，茶壺放在轉(zhuǎn)臺(tái)上，為軟件掃描拼接方式選擇的界面，選擇后，點(diǎn)擊開始掃描。2．開始掃描后，顯示的自動(dòng)掃描預(yù)覽界3．完成一次掃描，此時(shí)可以調(diào)整轉(zhuǎn)臺(tái)上的物體擺放方式，保證調(diào)整過(guò)后的物體表面的3個(gè)標(biāo)記點(diǎn)能被掃描到，點(diǎn)擊【確定】，再點(diǎn)擊第一個(gè)開始掃描按鈕，開始補(bǔ)充掃描。4．第二次掃描可在軟件界面預(yù)覽第二次掃描的過(guò)程5．自動(dòng)拼接，兩次掃描結(jié)束后，數(shù)據(jù)自動(dòng)拼接擬合6．完成補(bǔ)充掃描后，點(diǎn)擊【取消】7．點(diǎn)擊【生成網(wǎng)格】按鈕，軟件將自動(dòng)封裝數(shù)據(jù)，補(bǔ)洞、網(wǎng)格化處理，保存文件，導(dǎo)出網(wǎng)格文件，輸出到切片軟件，打印其余操作步驟省略同任務(wù)4-2任務(wù)4-3用桌面掃描儀掃描茶壺模型任務(wù)4-4用桌面掃描儀掃描人臉模型及打印

【任務(wù)導(dǎo)入】人臉模型如何掃描呢？【任務(wù)描述】通過(guò)使用喵喵T-1型桌面式掃描儀掃描人臉模型來(lái)學(xué)習(xí)產(chǎn)品掃描流程?！局R(shí)目標(biāo)】桌面三維掃描儀。【技能目標(biāo)】會(huì)使用喵喵T-1型桌面式掃描儀自由掃描人臉模型。物體尺寸大于轉(zhuǎn)臺(tái)，可選擇【自由掃描】，自由掃描需要粘貼標(biāo)記點(diǎn)，兩幅圖標(biāo)記點(diǎn)的重合數(shù)量至少為4個(gè)，掃描儀標(biāo)定后，打開軟件，點(diǎn)擊自由掃描方式。

人臉掃描采用設(shè)備自由掃描過(guò)程（一）1．掃描前設(shè)置：根據(jù)需要選擇細(xì)節(jié)，一般默認(rèn)【高】細(xì)節(jié)，選擇彩色掃描時(shí)，顏色選擇【是】，點(diǎn)擊【顏色校準(zhǔn)】，顏色校準(zhǔn)完后點(diǎn)擊【開始掃描】2．點(diǎn)擊第一個(gè)按鈕【掃描一次】3．可在兩個(gè)相機(jī)窗口預(yù)覽掃描過(guò)程4．一次掃描完成，調(diào)整掃描件位置，保證后一次掃描與前一次掃描數(shù)據(jù)有4個(gè)及以上的標(biāo)記點(diǎn)重合，點(diǎn)擊第一個(gè)按鈕【掃描一次】，進(jìn)行第二次掃描任務(wù)4-4用桌面掃描儀掃描人臉模型及打印人臉掃描采用設(shè)備自由掃描過(guò)程（二）5．正在進(jìn)行第二次掃描，依次進(jìn)行掃描操作第三次、第四次，若后一次掃描拼錯(cuò)，可點(diǎn)擊【刪除最后一幅】，刪除當(dāng)前錯(cuò)誤的一幅6．一圈掃描完成之后，點(diǎn)擊【掃描結(jié)束】7．點(diǎn)擊【生成網(wǎng)格】，如圖4-77所示。這個(gè)過(guò)程比較長(zhǎng)，耐心等待運(yùn)行結(jié)果8．?dāng)?shù)據(jù)網(wǎng)格化操作完成9．保存文件。軟件將自動(dòng)封裝數(shù)據(jù)，補(bǔ)洞、網(wǎng)格化處理，保存文件，導(dǎo)出網(wǎng)格文件，輸出到切片軟件，打印其余操作步驟省略，同任務(wù)4-2。任務(wù)4-4用桌面掃描儀掃描人臉模型及打印3D打印技術(shù)與逆向工程實(shí)例教程項(xiàng)目五逆向建模軟件的使用項(xiàng)目五逆向建模軟件的使用任務(wù)5-1鼠標(biāo)基于GeomagicDesignX的逆向設(shè)計(jì)

任務(wù)5-2風(fēng)扇基于GeomagicDesignX的逆向設(shè)計(jì)

任務(wù)5-3進(jìn)氣道曲面基于Surfacer的逆向設(shè)計(jì)

任務(wù)5-4電扇基于Surfacer的逆向建模設(shè)計(jì)

目錄任務(wù)5-1鼠標(biāo)基于GeomagicDesignX的逆向設(shè)計(jì)【任務(wù)導(dǎo)入】掃描后的點(diǎn)云如果需要精確加工，如何做呢？聽說(shuō)過(guò)逆向建模嗎？【任務(wù)描述】通過(guò)鼠標(biāo)模型的逆向建模來(lái)學(xué)習(xí)逆向設(shè)計(jì)軟件的使用?！局R(shí)目標(biāo)】1．掃描模型的三維數(shù)據(jù)處理與數(shù)模重構(gòu)。2．逆向設(shè)計(jì)軟件處理數(shù)據(jù)流程?！炯寄苣繕?biāo)】會(huì)用GeomagicDesignX逆向建模對(duì)鼠標(biāo)的掃描點(diǎn)云模型進(jìn)行處理。GeomagicDesignX概述任務(wù)5-1鼠標(biāo)基于GeomagicDesignX的逆向設(shè)計(jì)GeomagicDesignX64軟件對(duì)系統(tǒng)要求處理器：具有至少2GHz時(shí)鐘速度的英特爾?和AMD?處理器*，推薦多核處理器。內(nèi)存：最低：8GB。硬盤：推薦30GB或更多，推薦：具有超過(guò)256GB空間的SSD或10000RPMHDD。顯示：需要32位真彩色，最低分辨率：1280x960，推薦分辨率：1280X1024或更高。GPU:設(shè)計(jì)X推薦的顯卡，推薦：符合以下標(biāo)準(zhǔn)的專用（非集成）圖形卡：視頻卡RAM：4GB或更多。視頻卡框架：必須支持OpenGL4.0或更高系列：NVIDIAGeForce900系列或NVIDIAQuadro等效或更高，AMDRadeon400系列或RadeonPro相當(dāng)于或更高?？刂芚推薦的顯卡任務(wù)5-1鼠標(biāo)基于GeomagicDesignX的逆向設(shè)計(jì)鼠標(biāo)模型基于GeomagicDesignX的逆向設(shè)計(jì)過(guò)程（一）1．首先設(shè)置領(lǐng)域2．選中“特征樹”——“模型”——“參照平面”前的“+”下的“前”，創(chuàng)建面片草圖得到清晰的輪廓截交線，輪廓線擬合3．拉伸4．面片擬合5．曲面切割實(shí)體任務(wù)5-1鼠標(biāo)基于GeomagicDesignX的逆向設(shè)計(jì)6．生成開口槽7.生成凹槽8．生成五個(gè)圓孔9．模型-圓角過(guò)渡10．造型擬合完成后進(jìn)行體分析，點(diǎn)擊繪圖區(qū)上部的圖標(biāo)

，進(jìn)行面片偏差分析鼠標(biāo)模型基于GeomagicDesignX的逆向設(shè)計(jì)過(guò)程（二）任務(wù)5-1鼠標(biāo)基于GeomagicDesignX的逆向設(shè)計(jì)任務(wù)5-2風(fēng)扇基于GeomagicDesignX的逆向設(shè)計(jì)【任務(wù)導(dǎo)入】逆向設(shè)計(jì)和正向建模有何區(qū)別呢？【任務(wù)描述】通過(guò)風(fēng)扇模型的逆向建模來(lái)學(xué)習(xí)逆向設(shè)計(jì)軟件GeomagicDesignX的使用?！局R(shí)目標(biāo)】掃描模型的三維數(shù)據(jù)處理與數(shù)模重構(gòu)。【技能目標(biāo)】會(huì)用GeomagicDesignX逆向建模對(duì)鼠標(biāo)的掃描點(diǎn)云模型進(jìn)行處理。風(fēng)扇掃描建模過(guò)程

1．文件導(dǎo)入圖5-23風(fēng)扇點(diǎn)云文件圖5-24關(guān)閉參考平面圖5-25調(diào)整模型面片顯示視角圖5-27反面圖5-26正面2．軸線生成

3．生成草圖1圖5-30直線擬合圖5-31剪切任務(wù)5-2風(fēng)扇基于GeomagicDesignX的逆向設(shè)計(jì)風(fēng)扇掃描建模過(guò)程

5．扇葉面片擬合圖5-34面片擬合對(duì)話框圖5-35扇葉的上表面擬合圖5-36扇葉下部擬合曲6．扇葉外形

圖5-37前面創(chuàng)建草圖圖5-38拉伸單個(gè)扇葉4．風(fēng)扇回轉(zhuǎn)體圖5-33回轉(zhuǎn)結(jié)果圖5-32回轉(zhuǎn)設(shè)置7．拉伸單個(gè)扇葉任務(wù)5-2風(fēng)扇基于GeomagicDesignX的逆向設(shè)計(jì)風(fēng)扇掃描建模過(guò)程8．切割

圖5-44下部面片切割選擇圖5-45下部面片切割結(jié)果圖5-46切割結(jié)果圖5-40切割設(shè)置圖5-41切割選擇圖5-42切割結(jié)果圖5-43下部面片切割9．扇葉圓角過(guò)渡

圖5-47過(guò)渡圓角R1圖5-48過(guò)渡圓角R0.810．扇葉陣列

圖5-49圓形陣列圖5-50扇葉陣列結(jié)果11．合并模型風(fēng)扇掃描建模過(guò)程

圖5-51布爾運(yùn)算設(shè)置圖5-52合并結(jié)果

12．風(fēng)扇主體挖槽

圖5-53中空部分面片草圖設(shè)置圖5-54中空部分草圖界面圖5-55中空部分草圖擬合13．拉伸到領(lǐng)域

圖5-56中空部分拉伸設(shè)置圖5-57中空部分拉伸結(jié)果圖5-58過(guò)渡圓角任務(wù)5-2風(fēng)扇基于GeomagicDesignX的逆向設(shè)計(jì)風(fēng)扇掃描建模過(guò)程14．圓角過(guò)渡

圖5-59過(guò)渡圓角R1圖5-60過(guò)渡圓角R1.515．面片誤差檢查圖5-61面片誤差檢查任務(wù)5-2風(fēng)扇基于GeomagicDesignX的逆向設(shè)計(jì)任務(wù)5-3進(jìn)氣道曲面基于Surfacer的逆向設(shè)計(jì)【任務(wù)導(dǎo)入】逆向設(shè)計(jì)還有其他的軟件嗎？【任務(wù)描述】通過(guò)進(jìn)氣道模型的逆向建模來(lái)學(xué)習(xí)逆向設(shè)計(jì)軟件Surfacer的使用?！局R(shí)目標(biāo)】掃描模型的三維數(shù)據(jù)處理與數(shù)模重構(gòu)?！炯寄苣繕?biāo)】會(huì)用Surfacer逆向建模對(duì)汽車進(jìn)氣道的掃描點(diǎn)云模型進(jìn)行處理。一、Surfacer軟件逆向設(shè)計(jì)功能簡(jiǎn)介Sufacer一款是美國(guó)Imageware公司推出具有強(qiáng)大的曲面造型功能的軟件，被廣泛應(yīng)用于逆向工程、自由曲面設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助它主要包括四大功能模塊，即點(diǎn)處理、線處理、面處理和快速成型模塊。Surfacer的應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了汽車、航空航天、電子產(chǎn)品、模具等行業(yè)。Surfacer10.6中包含了多種Entities，主要有點(diǎn)云(cloud)、曲線(curve)、曲面(surface)、組(gourp)和圖(plot)。Cloud：坐標(biāo)空間中單一的點(diǎn)或是一群點(diǎn)的集合、點(diǎn)群間可以相加、減。Curve：分為3Dcurve和2Dcurve。前者為獨(dú)立在3D空間的曲線，后者依附于曲面。Surface：裁剪曲面和未裁剪曲面。Group：由部分選擇的Entities組成的集合。Plot：各種分析、對(duì)比特性圖。例如點(diǎn)的法矢、曲線的曲率圖、點(diǎn)與面的誤差圖、實(shí)體間的連續(xù)性分析圖等。任務(wù)5-3進(jìn)氣道曲面基于Surfacer的逆向設(shè)計(jì)用Surfacer進(jìn)行模型重建的步驟1．點(diǎn)云預(yù)處理（1）多視圖拼合（2）數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化（3）數(shù)據(jù)平滑（4）點(diǎn)云排序2．特征提取和數(shù)據(jù)分割（1）計(jì)算曲率來(lái)提取區(qū)域劃分的特征點(diǎn)（2）確定區(qū)域邊界線（3）光順檢驗(yàn)3．曲面重構(gòu)（1）雙精度NURBS來(lái)重構(gòu)曲面（2）與實(shí)體模型完全集成（3）支持多種的曲面造型方法任務(wù)5-3進(jìn)氣道曲面基于Surfacer的逆向設(shè)計(jì)進(jìn)氣道曲面模型的Surfacer曲面造型重建流程圖5-66帶公差擬合截面曲線1.導(dǎo)入數(shù)據(jù)2.去除雜點(diǎn)3.提取特征線圖5-62進(jìn)氣道測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)圖5-63去除野點(diǎn)圖5-64提取特征線4.獲取截面線數(shù)據(jù)圖5-65提取點(diǎn)云截面線數(shù)據(jù)5.創(chuàng)建放樣(loft)曲面圖5-66帶公差擬合截面曲線圖5-68曲線重新參數(shù)化圖5-67曲線起始點(diǎn)調(diào)整任務(wù)5-3進(jìn)氣道曲面基于Surfacer的逆向設(shè)計(jì)5.創(chuàng)建放樣(loft)曲面(續(xù)）

圖5-71創(chuàng)建放樣條面2圖5-72創(chuàng)建區(qū)域劃分曲線圖5-69曲線與截面數(shù)據(jù)距離誤差分析圖5-70創(chuàng)建放樣面1任務(wù)5-3進(jìn)氣道曲面基于Surfacer的逆向設(shè)計(jì)進(jìn)氣道曲面模型的Surfacer曲面造型重建流程6.用特征線將點(diǎn)云劃分為若干平滑的區(qū)域a)b)

c)d)圖5-73曲面片編號(hào)示意圖a)視圖1b)視圖2c)視圖3d)視圖47.由邊界曲線和點(diǎn)云擬合曲面1圖5-74曲線裁任務(wù)5-3進(jìn)氣道曲面基于Surfacer的逆向設(shè)計(jì)進(jìn)氣道曲面模型的Surfacer曲面造型重建流程8.構(gòu)造裁剪曲面2

圖5-78曲面裁剪圖5-79創(chuàng)建loft的截面線圖5-80模型局部視圖圖5-76裁剪點(diǎn)云圖5-77自由曲面擬合9.構(gòu)造放樣曲面8