逆向工程與快速成型技術應用（第3版）課件：逆向工程技術認識

逆向工程與快速成型

技術應用2市場環(huán)境的變化

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

——開發(fā)新產(chǎn)品成功率要高，而設計周期要短制造環(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！

產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境的變化3

設計

樣機

生產(chǎn)工程需求圖檔工業(yè)設計？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！任務一初識逆向工程任務二再識逆向工程任務三了解逆向工程應用

逆向工程技術認知5掌握逆向工程技術的概念和工作流程，理解逆向工程技術的關鍵技術及實施的軟硬件條件，了解逆向工程技術的應用領域及應用方法。能力目標知識要點了解逆向工程技術的基本概念逆向工程、正向設計了解逆向工程的流程逆向工程技術工作流程了解逆向工程的應用和意義逆向工程的應用領域學習目標學習要求傳統(tǒng)正向設計方法－過程No需求分析詳細設計初步設計概念設計工藝規(guī)劃可行性分析？Yes樣機試制

制造設計與制造信息描述

是從構思到數(shù)字模型，再到產(chǎn)品（實物）的演化過程任務一初始逆向工程傳統(tǒng)正向設計方法－表達設計信息可用參數(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，探索引進產(chǎn)品中的關鍵技術，在此基礎上改進、創(chuàng)新、開發(fā)出符合我國國情的先進產(chǎn)品，形成自己的技術體系。

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

逆向工程技術產(chǎn)生的背景背景之二概念設計效果圖油泥模型風洞試驗修改模型定型數(shù)字化測量模型重構制造模型符合空氣動力學性能的流線性10逆向工程（ReverseEngineering，簡稱RE）是將實物模型轉變?yōu)镃AD模型的相關數(shù)字化測量技術、幾何模型重構技術和產(chǎn)品制造技術的總稱。逆向工程的定義11概念設計汽車儀表板開發(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備，將物體表面形狀轉換成幾何空間坐標點，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。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——根據(jù)實物樣件的特征重構出三維模型的過程。兩種重構方法：對于精度要求較低、形面復雜的如玩具、藝術品等的逆向設計，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三維掃描設備產(chǎn)品制造設備——切削加工設備、快速成型設備22涉及到的主要技術：數(shù)據(jù)采集技術、數(shù)據(jù)處理技術、模型重構技術23

當設計無法直接在設計軟件中準確表示，或需要通過實驗測試才能定型的工件模型（比如航天航空、汽車等領域），通常首先做成油泥、木模或泡沫塑料做成產(chǎn)品的比例模型，模型用逆向工程技術將其轉換為產(chǎn)品的三維CAD模型及其模具。新產(chǎn)品開發(fā)應用(1)任務三了解逆向過程的應用24產(chǎn)品的仿制和改型設計

應用(2)25模具快速制造應用領域破損模具的制成控制與快速修補(3)26模具快速制造應用(3)模具測量重構模型27應用于產(chǎn)品檢測應用(4)28顱骨修補醫(yī)學領域應用(5)

利用CT、MRI數(shù)據(jù)，利用逆向工程技術將斷層掃描信息轉換為三維數(shù)字模型，為醫(yī)學教學、手術輔助提供數(shù)據(jù)參考，與快速成型結合，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、鞋子設計等應用(6)3031逆向工程也廣泛用于修復破損的文物、藝術品，或缺乏供應的損壞零件等。此時，不需要復制整個零件，只是借助逆向工程技術抽取原來零件的設計思想，用于指導新的設計。藝術品文物復制，博物館藏品、古建筑的數(shù)字化應用(7）32影視動畫角色、場景、道具等三維虛擬物體的設計和創(chuàng)作制造應用(8）動漫&游戲將藝術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、模型制造幾個階段。逆向工程技術應用的重大意義在于：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上進行二次創(chuàng)新。逆向工程作為一種新的創(chuàng)新技術，現(xiàn)已廣泛應用于許多領域，并取得了重大的經(jīng)濟和社會效益。小結