逆向工程教案

1、热烈欢迎08班同学！逆向工程与快速成形技术逆向工程教案第1页1.1 逆向工程定义1.2 逆向工程工作流程1.3 逆向工程系统组成1.4 逆向工程与产品创新1.5 逆向工程惯用软件介绍第1章 逆向工程技术概述逆向工程教案第2页 设计 样机 生产工程需求图档工业设计？样品？试验怎样快速制造？产品小批量？逆向工程、快速成形、快速模具 是产品快速开发技术！逆向工程教案第3页传统正向设计方法过程No需求分析详 细设 计初步设计概念设计工 艺规 划可行性分析？Yes样机试制 制 造设计与制造信息描述 是从构思到数字模型，再到产品（实物）演化过程逆向工程教案第4页传统正向设计方法表示设计信息可用参数准确描述

2、逆向工程教案第5页逆向工程技术产生逆向工程教案第6页逆向工程定义逆向工程（Reverse Engineering，RE）是将实物模型转变为CAD模型相关数字化测量技术、几何模型重建技术和产品制造技术总称。逆向工程教案第7页1.2 逆向工程应用设计物理模型到数字模型转换引进技术吸收消化和再创新试验模型转换成数字模型艺术品、文物复制医学应用（骨头、关节、牙齿、假肢）服装、鞋子、头盔、首饰定制复杂型面制造质量检测逆向工程教案第8页逆向工程教案第9页逆向工程教案第10页逆向工程教案第11页逆向工程教案第12页逆向工程教案第13页逆向工程教案第14页实物模型形状数字化测量CAD模型重建CAE分析快速原型

3、工艺规划制造是从实物到数字模型，再到产品（实物）演化过程 1.3 逆向工程工作流程1、工作流程逆向工程教案第15页2、逆向工程信息表示形面组成复杂，设计信息难以用参数准确描述逆向工程教案第16页逆向工程型面数据测量测量数据处理数字模型重构CMM激光扫描结构白光NURBS(B-Spline)三角曲面三角面片点云数据拼合特征边界提取数据精简等3、研究内容逆向工程教案第17页1.4 逆向工程系统组成几何外形数字化CAD模型重构产品或模具制造测量机与测量探头数据处理模型重建软件：一是用于正向设计CAD/CAE/CAM软件；二是集成有逆向功效模块正向CAD/CAE/CAM软件；三是专用逆向工程软件，。另

4、外，还要PDM等软件。支撑硬件平台有个人计算机和工作站。CAE软件 CNC加工设备快速成型机产品制造设备系统逆向工程教案第18页1.5 逆向工程与产品创新是指充分发挥设计者创造力，利用人类已经有相关科学技术结果进行创新构思，设计出含有科学性、创造性、新奇性及实用性产品一个实践活动，是创造含有市场竞争优势商品过程。其基本特征是新奇性和先进性。1、创新设计定义逆向工程教案第19页常规设计：一般只需对某些参数作些变动原理开拓型：运用新技术原了解决新问题、应用新技术原了解决老问题、对“旧”技术原理进行新开发应用组合创新类：将已经有零部件，经过有机组合而成为一种产品，这种产品又能达到一种新整体功效转用创

5、新类：将已知解决方案转用于另一类技术领域，并产生出新效果利用性质类：利用常见性质进行发明、利用性质组合进行发明、利用不常见性质进行发明、经过发现客观世界性质进行发明创造、发现涵盖一类现象理论进行发明创造2、创新设计分类逆向工程教案第20页就地出发型：需求适应法，希望实现法、缺点消除法、更材易质法、由此思彼法、联想推广法、类似比较法、仿生法、迂回转向法多项扩散型：扩展功效法、系统搜索法、分解组正当集思广益型：畅谈集智法、默写集智法、函询集智法3、创新设计方法逆向工程教案第21页4、产品设计逆向工程两种方式一是由设计师、美工师事先设计好产品油泥或木制模型，由坐标测量机将模型数据扫入，再建立计算机模

6、型。二是针对已经有产品实物零件，通常是国内外一些最新设计产品，这种产品逆向设计方法也就是仿制。 仿制是一个最低层次逆向工程，有可能触犯法律。所以，需要对模型进行修改、再设计，以取得一个不完全相同甚至不一样新结构外形，最终到达产品设计创新之目标。逆向工程教案第22页5、逆向创新设计过程创新设计应满足以下要求：满足内部结构要求；模型可方便地修改；有支持创新CAD系统（决议、人工智能、知识库）当前，模型重建主要方式是拟合曲面片，然后再建立产品曲面整体以及实体模型。这种建模方式对恢复原型是有效。但对模型进行修改或再设计，操作起来就显得十分困难。所以，需要寻求新模型表示及建模方法。数字化模型重建创新设计

7、下游过程逆向工程教案第23页6、支持创新逆向建模方法参数化、变量化建模重建曲面模型平面、球、椭圆、二次曲面等特征库特征操作：求交、裁剪、过渡等几何特征几何特征几何特征二维约束图二维约束图二维约束图逆向工程教案第24页1.6 逆向工程惯用软件介绍 1、含有代表性逆向软件： ImageWare Surfacer、Geomagic、 Paraform、 Quick Shape、Copy CAD、Surface Reconstruction、DigiSurf、Mimics、SurfaceStudio逆向工程教案第25页1.6 逆向工程惯用软件介绍 2、Geomagic Studio软件： 主要功效有：

8、自动将点云数据转换为多边形（Polygons）快速降低多边形数目（Decimate）把多边形转换为NURBS曲面曲面分析（公差分析等）输出与CAD/CAM/CAE匹配文件格式 逆向工程教案第26页1.6 逆向工程惯用软件介绍 3、工作流程：扫描对齐 扫描整理噪音减小采样基于曲率孔填充多边形编辑边界修补特征构建特征识别特征线选取边界构建面片组织目标组合扫描光滑数据目标光滑曲面整理边界目标规则化现实状况调整3D扫描点阶段多边形阶段成形阶段CAD/CAM/CAE逆向工程教案第27页第2章 逆向工程数据测量与处理2.1 数据测量方法与特点2.2 数据处理流程2.3 数据测量与处理实例逆向工程教案第28

9、页2.1 数据测量方法与特点三坐标测量机(CMM) 类型按结构形式分为：移动桥式、龙门式、悬臂式、水平臂式、坐标镗床、卧式镗床和仪器台式等逆向工程教案第29页三坐标测量机（CMM）将被测物体置于三坐标机测量空间，可取得被测物体上各测量点坐标位置，依据这些点空间坐标值，经计算可求出被测得几何尺寸、形状和位置。 测量原理逆向工程教案第30页 组成：逆向工程教案第31页 三坐标测量机（CMM）测头：按照结构原理，可分为机械式、光学式和电气式等 按测量方法，可分为接触式和非接触式 接触式触头可分为硬测头和软测头激光扫描测头模拟扫描测头光学扫描测头逆向工程教案第32页机械接触式测头逆向工程教案第33页三

10、坐标测量机（CMM） 接触式特点 接触测量 精度高，几个um 可直接测量特征尺寸 测量速度慢 硬质表面 内部尺寸受限制逆向工程教案第34页光电式测头结构形式三角法测头、激光聚集测头、光纤测头、体视式三维测头、接触式光栅测头 逆向工程教案第35页三角法测头基本原理 由激光器2发出光，经聚光镜3形成很细平行光束，照射到被测工件4上（工件表面反射回来光可能是镜面反射光，也可能是漫反射光，三角法测头是利用漫反射光进行探测），其漫反射回来光经成像镜5在光电检测器1上成像。 逆向工程教案第36页1）因为不存在测量力，因而适合于测量各种软和薄工件；2）因为是非接触测量，能够对工件表面进行快速扫描测量；3）多

11、数光学测头含有比较大量程，在离工件表面很远地方（如40mm100mm）也可对工件进行测量，且测头测量范围也较大（如5mm10mm）。这是普通接触式测头难以到达；4）能够探测工件上普通机械测头难以探测到部位。最大优点就是工作距离大，不过三角法测头测量精度不是很高，其测量不确定度大致在几十至几百微米左右。 光学测头特点逆向工程教案第37页电气式测头类型：动态测头和静态测头 动态测头（触发式）结构形式和特点动态测头结构简单、成本低，可用于高速测量，但精度稍低，而且动态测头不能以接触状态停留在工件表面，因而只能对工件表面作离散逐点测量，不能作连续扫描测量。 逆向工程教案第38页静态测头结构形式和特点静

12、态测头除具备触发式测头触发采样功效外，还相当于一台超小型三坐标测量机。测头中有三维几何量传感器，在测头与工件表面接触时，在X、Y、Z三个方向都有对应位移量输出，从而驱动伺服系统进行自动调整，使测头停在要求位移量上，在测头靠近静止状态下采集三维坐标数据，故称为静态测头。静态测头沿工件表面移动时，可一直保持接触状态，进行扫描测量，因而也称为扫描测头。其主要特点是精度高，能够作连续扫描，但制造技术难度大，采样速度慢，价格昂贵，适合于高精度测量机使用。 逆向工程教案第39页X向加力机构是利用电磁铁6推进杠杆5，使其绕十字片簧8回转中心转动而推进中间传力杆7围绕波纹管4组成多向回转中心旋转，因为中间传力

13、杆与转接座17用片簧相连，因而推进测头在X方向“预偏置”。Z向加力机构是利用电磁铁9产生，当电磁铁作用时，在Z向产生上升或下降会经过顶杆12推进被悬挂Z向活动导轨板，从而推进测头在Z方向“预偏置”。 逆向工程教案第40页测头附件测端为了扩大测头功效、提升测量效率以及探测各种零件不一样部位，常需为测头配置各种附件，如测端、探针、连接器、测头回转附件等。 逆向工程教案第41页测头附件探针探针是指可更换测杆。在有些情况下，为了便于测量，需选取不一样探针。探针对测量能力和测量精度有较大影响，在选取时应注意：1）在满足测量要求前提下，探针应尽可能短；2）探针直径必须小于测端直径，在不发生干涉条件下，应尽

14、可能选大直径探针；3）在需要长探针时，可选取硬质合金探针，以提升刚度。若需要尤其长探针，可选取质量较轻陶瓷探针。 逆向工程教案第42页测头附件连接器为了将探针连接到测头上、测头连接到回转体上或测量机主轴上，需采取各种连接器。惯用有星形探针连接器、连接轴、星形测头座等。逆向工程教案第43页测头附件回转附件 对于有些工件表面检测，比如一些倾斜表面、整体叶轮叶片表面等，仅用与工作台垂直探针探测将无法完成要求测量，这时就需要借助一定回转附件，使探针或整个测头回转一定角度再进行测量，从而扩大测头功效。 逆向工程教案第44页三坐标测量机测量软件分为基本测量软件、专用测量软件和附加测量软件基本测量软件：必备

15、最小配置软件，负责完成整个测量系统管理，通常具备以下功效（1）运动管理功效：包含运动方式选择、运动进度选择、测量速度选择；（2）测头管理功效：包含测头标定、测头校正、自动赔偿测头半径、各向偏置、测头保护和测头管理。（3）零件管理功效：确定零件坐标系及坐标原点、不一样坐标系转换。（4）辅助功效：坐标系及单位选择。（5）输出管理功效：输出设备选择、输出结果及格式选择；（6）几何元素测量功效：逆向工程教案第45页专用测量软件：是针对某种含有特定用途零部件测量问题而开发软件。附加功效软件：为增加三坐标测量机功效和用软件赔偿方法提升测量精度提供软件，有附加驱动软件、最正确配合测量软件、统计分析测量程序软

16、件、随行夹具测量软件三坐标测量机测量软件逆向工程教案第46页2.2 数据处理流程数据预处理 目标：取得完整、正确测量数据以方便后续造型工作。 主要工作：格式转换、数据过滤及平滑、分块数据整合对齐、球头半径赔偿、数据精简、数据分割逆向工程教案第47页1、格式转换每一个CAD系统都有自己数据文件，其系统内部产品模型数据结构和格式各不相同，极大地影响了设计和制造各部门之间或企业之间数据传输和程序衔接自动化，给数据通讯带来困难。主要数据交换标准：IGES、STEP、STL等。在CMM和CAD/CAM系统之间以IGES格式传输数据成为标准选择和配置。逆向工程教案第48页2、球头半径赔偿二维自动赔偿方法：

17、 在测量时，将测量点和测头半径关系都处理成二维情况，并将半径计算编入测量程序中，在测量时自动完成数据测头赔偿。 依据赔偿时间可分为实时自动赔偿和事后数据处理赔偿。压力矢测头测头球心轨迹物体轮廓触点逆向工程教案第49页3异常点（误差点）处理采取人工交互检验、调整方法对于截面数据，若在同一截面数据扫描中，存在一个点与其相邻点偏距较大跳点，判断方法有： （1）直观检验法屏幕上直接剔除； （2）曲线检验法依据点到拟合曲线（过首末点）距离是否超出所给定允差； （3）弦高差方法依据点到弦（过检验点前后两点）距离是否超差；逆向工程教案第50页4数据拼合三点拼合标识球法逆向工程教案第51页数据拼合三点拼合MA

18、RK点法逆向工程教案第52页数据拼合最临近点迭代(ICP) 法初始对正确定两点云数据重合区域ICP逆向工程教案第53页数据拼合实例逆向工程教案第54页5数据平滑目标：消除噪声，以得到准确模型和好特征提取效果。采取平滑法处理方法，应力争保持待求参数所能提供信息不变。有平均法、五点三次平滑法和样条函数法。逆向工程教案第55页6数据处理流程逆向工程教案第56页2.3 数据测量与处理实例例：汽车覆盖件点云数据处理（900,000个点）原始数据：体外点，噪声点逆向工程教案第57页删除体外点逆向工程教案第58页删除噪声点逆向工程教案第59页消除体外点及噪声点后点云逆向工程教案第60页效果比较逆向工程教案第

19、61页数据精简：150,000逆向工程教案第62页第3章 三维CAD模型重构3.1 曲面重构方法3.2 曲面模型重构工作流3.3 曲面重构实例 逆向工程教案第63页分类：（1）按数据类型分：有序点和散乱点重建；（2）按测量机类型分：基于CMM、激光点云、CT 数据和光学测量数据；（3）按造型方式分：基于曲线模型重建和基于曲面直接拟合；（4）按曲面表示分：边界表示、四边B-样条表示、三角面片(B-样条、Bezier)和三角网格（平面）表示模型重建3.1 曲面重构方法逆向工程教案第64页3.1 曲面重构方法当前，在反求工程中主要有3种曲面重构方法：以Nurbs曲线为基础曲面重构方法；以三角Bezi

20、er曲面为基础曲面重构方法；以多面体方式描述曲面产品。三维重构时必须考虑以下2个关键问题：一是怎样用比较简单几何元素对模型进行表示；二是怎样找到原始设计者造型思绪或痕迹，并以类似（最好是相同）几何元素来构建CAD模型。逆向工程教案第65页B 样条及NURBS 曲面表示是当前成熟商品化CAD/CAM系统中广泛采取曲面表示方法,这类曲面能够应用四边参数曲面片插值、拉伸、旋转、放样( Lofting) 或蒙皮( Skining) 、扫掠( Sweeping) 、混合(Blend)和四边界方法(Boundaries) 结构, 也称矩形域参数曲面获四边曲面, 以此为基础, 已形成一套完整曲面延伸、求交、

21、裁剪、变换、光滑拼接及曲面光顺等算法。逆向工程教案第66页1、插值(Interpolation) 给定一组有序数据点Pi (i=0, 1, , n)， 结构一条曲线次序经过这些数据点，称为对这些数据点进行插值(Interpolation)，所结构曲线称为插值曲线，所结构曲面称为插值曲面。1）优点与测量点误差为零2）测量点过多时，控制困难3）测量有误差时，光顺性差逆向工程教案第67页2、拉伸( Extrusion) 使选定曲线端点延伸到指定点（屏幕、曲线、曲面），或使选定曲线端点延伸指定长度。逆向工程教案第68页3、旋转( Revolving) 使选定界面曲线绕一轴线旋转一定角度所形成曲面。4、

22、 放样( Lofting) 或蒙皮( Skining)5、扫掠( Sweeping)6、 混合(Blend)7、四边界逆向工程教案第69页3.2 曲面模型重构工作流程逆向工程教案第70页逆向工程教案第71页逆向工程教案第72页逆向工程教案第73页逆向工程教案第74页逆向工程教案第75页逆向工程教案第76页逆向工程教案第77页逆向工程教案第78页逆向工程教案第79页逆向工程教案第80页逆向工程教案第81页逆向工程教案第82页逆向工程教案第83页逆向工程教案第84页逆向工程教案第85页分 类 逆向工程教案第86页逆向工程教案第87页逆向工程教案第88页逆向工程教案第89页逆向工程教案第90页逆向工

23、程教案第91页第5章 快速成型技术数据处理5.1 概述5.2 快速成型数据起源5.3 快速成型数据接口5.4 快速成型软件分层数据处理 5.5 数据处理实例 逆向工程教案第92页5.1 概述 快速成型是从零件CAD模型或其它数据模型出发，分层处理软件将三维数据模型离散成截面数据，输送到快速成型系统成型过程，其数据处理流程为 逆向工程教案第93页RP数据处理过程 逆向工程教案第94页5.2.1 RP技术中数据起源1）三维CAD模型2）逆向工程数据3）数学几何数据4）医学/体素数据5）分层数据（2D-CAD数据）5.2 快速成型数据起源及 数据接口格式逆向工程教案第95页1）三维面片模型格式（如S

24、TL、CFL格式）、2）CAD三维数据格式(如IGES、DXF、STEP格式)、3）二维层片数据格式（如CLI、SLC格式）。 5.2.2 数据接口格式逆向工程教案第96页三维面片模型文件STL 是经过对CAD实体模型或曲面模型进行表面三角形离散化得到，从几何上看，是由小三角形面片组成三维多面体模型。逆向工程教案第97页STL文件 STL文件是一个由小三角形面片集合。从几何上看，每一个三角形面片用三个顶点表示。每个顶点由其坐标(X,Y,Z)表示。因为必须指明材料包含在面片那一边，所以每个三角形面片还必须有一个法向，用(Xn,Yn,Zn)表示。逆向工程教案第98页STL文件格式优点主要有：1)数

25、据格式简单，分层处理方便，与详细CAD系统无关。2)对原CAD模型近似度高。标准上，只要三角形数目足够多，STL文件就能够满足任意精度要求。3)含有三维几何信息，而且是用面片表示，可直接作为有限元分析网格。4)为几乎全部RP设备所接收，已成为大家默认RP数据转换标准。 逆向工程教案第99页STL文件格式缺点主要有:1.模型精度损失(近似描述、坐标精度损失)；2.不含CAD拓扑关系，材料等属性信息；3.文件数据量大，冗余量大； 4.易产生重合面、孔洞、法向量和交叉面等错误及缺点。逆向工程教案第100页5.2.3 STL文件格式Solid零件名 facet normal nx,ny,nz oute

26、r loop vertex V1x,V1y,V1z vertex V2x,V2y,V2z vertex V3x,V3y,V3z endloop endfacet Endsolid零件名逆向工程教案第101页STL文件有两种输出格式 ASCII码和二进制码。 ASCII码输出格式以下： facet normal 0.000000e+00 0.000000e+00 1.000000e+00 outer loop vertex 2.029000e+00 1.628000e+00 9.109999e-0.1 vertex 2.229000e+00 1.628000e+00 9.109999e-0.1

27、vertex 2.229000e+00 1.67e+00 9.109999e-0.1 endloop endfacet逆向工程教案第102页 二进制格式文件所占用空间比ASCII码格式小得多，约1/6 不过ASCII码格式能够阅读并能进行直观检验。逆向工程教案第103页 普通情况下，三角形个数与该模型近似程度亲密相关。三角形数量越多，近似程度越好，精度越高；三角形数量越少，则近似程度越差。用同一CAD模型生成两个不一样STL文件，精度高者可能要包含多达10万个三角形面片，文件达数兆，而精度低者可能只用几百个三角形面片，这对后续处理时间和难度影响很大。逆向工程教案第104页正确STL文件应满足以

28、下条件：1、全部法向均正确；2、全部三角形面片连接符合点对点标准，即每一条边均与且只与两个面相接；3、每个点由一组单循环边和面所围绕。逆向工程教案第105页一边共多面 空间相交 法向错误 逆向工程教案第106页 STL文件错误分析1、法向错误，相邻三角形法向矛盾，造成份层时截面轮廓不封闭；2、裂缝或空洞，曲面拚接时造成面片丢失或空洞，违反点对点标准。在成形时会造成扫描填充无须要地方而影响成形件表明质量；3、三角形一个点落在另一三角形边上，违反点对点标准；4、同法向面片重合，造成扫描线重合；逆向工程教案第107页5、反法向面片重合，造成两面所围成体积为零，结果将连成一体零件分为两部分；6、非正则

29、情况，一条边由三个面或更多面共有。当面片数为奇数时必定存在悬面；7、不正确相交和自相交。 当文件不是原始CAD模型时，必须直接对STL文件进行检验和修改，确保分层正确。逆向工程教案第108页5.3 快速成型软件分层数据处理 RP分层数据处理包含三个主要部分：STL文件处理、层片文件处理和工艺处理。其中STL文件处理和层片文件处理部分主要考虑离散/堆积过程中离散过程，它们将各种三维几何实体或表面模型，以及医学CT、MRI二维层面转化为RP设备所能接收分层格式并作对应处理。工艺处理与详细RP工艺、材料及对应零件（原型）后处理过程亲密相关 逆向工程教案第109页5.3.1 STL文件检验与修复快速成

30、型制造中常见STL错误 1）间隙（或称裂纹，空洞），这主要因为三角面片丢失引发。当CAD模型表面有较大曲率曲面相交时，在曲面相交部分会出现丢失三角形面片而造成空洞。2）法向量错误。3）顶点错误，即三角形顶点落在另一三角形某条边，使得两个三角形共用一条边，违反了STL文件共点标准。4）重合和分离错误。重合和分离错误主要是有三角形顶点计算时舍入误差造成，在STL文件中，顶点坐标是单精度浮点型，假如圆整误差范围较大，就会造成面片重合或分离。5）面片退化。面片退化是指小三角型面片三条边共线。这种错误经常发生在曲率猛烈改变两相交曲面相交线附近，这主要是因为CAD软件三角网格化算法不完善造成。6）拓扑信息

31、紊乱。逆向工程教案第110页 STL 文件出现许多问题往往起源于CAD 模型中存在一些问题，对于一些较大问题（如大空洞、多面片缺失、较大体自交），最好返回CAD 系统处理。一些较小问题，快速成型数据处理软件提供自动修复功效，不用回到CAD 系统重新输出，这么可节约时间，提升工作效率。 逆向工程教案第111页 当前，已经有各种用于观察和修改STL格式文件专用软件，如 Aurora软件 Rapid Prototyping Module软件 Rapid Editor软件 Magics软件 这些软件提供了强大编辑、修复功效，能完善处理STL文件。逆向工程教案第112页Aurora软件Aurora是专业

32、快速成型(简称RP)数据处理软件,它接收STL模型,进行分层等处理后输出CLI格式标准文件,可供各种工艺快速成型系统应用.Aurora软件功效能够非常完备,处理STL文件方便、迅捷、准确,应用尤其简单,能够有效地提升RP加工效率. 逆向工程教案第113页Aurora数据处理软件功效（1）输入输出： STL 文件（二进制和ASCII），CSM 文件（压缩STL 格式，压缩率为三），CLI（二进制和ASCII）。(2) 三维模型显示：逆向工程教案第114页（3）校验和修复： 自动对STL 模型进行修复，用户无需交互参加；同时提供手动编辑功效逆向工程教案第115页（4）成形准备功效： 用户可对STL

33、 模型进行变形（旋转，平移，镜像等），分解，合并，切割等几何操作；自动排样（二维，三维）可将多个零件快速放在工作平台上或成形空间内，提升快速成形系统效率。逆向工程教案第116页（5）自动支撑功效：依据支撑角度，支撑结构等几个参数，Aurora 自动创建工艺支撑。（6）分层功效： 可将STL 文件分层，能输出不一样工艺层片文件，容错性能好，对STL 模型上裂缝，空洞等错误能自动修复。逆向工程教案第117页5.3.2 工艺处理 1零件分割拼合 当零件结构复杂，成型支撑无法去除或大型零件尺寸超出成型机工作范围，需对零件进行分割与拼合。在快速成型之前，首先要将零件CAD模型分割成若干子块，并依据零件几

34、何特征和组合特点，结合成型机工作范围，确定子块分割数目，整体上进行分块布局。 逆向工程教案第118页 汽车密封条三维模型分割 逆向工程教案第119页电视机前面板制作 逆向工程教案第120页2添加支撑 RP工艺中所用支撑相当于传统加工中夹具，起固定零件作用。当上层截面大于下层截面时，上层截面多出部分因为无材料支撑将会出现悬浮(或悬空)，从而使多出截面部分发生塌陷或变形甚至使零件不能成型。 有些成型工艺中支撑是生产过程中自然产生 。分层实体制造( LOM ) 中切碎纸、三维印刷(3DP) 中未粘结粉末、选择性激光烧结 ( SLS) 中未烧结材料都成为上一层支撑 。对于熔融堆积成型( FDM) 和光

35、固化成型( SLA) 必须人工加支撑或经过软件自动加支撑 逆向工程教案第121页支 撑 逆向工程教案第122页 支撑按其作用不一样分为基底支撑和对零件原型支撑，基底支撑是加于工作台之上，形状为包络零件原型在XOY平面上投影区域矩形 基底支撑作用1）便于零件从工作台上取出。 2) 确保预成型零件原型处于水平位置，消除工作台平面度所引发误差。 3) 有利于减小或消除翘曲变形。逆向工程教案第123页支撑添加需考虑以下原因： 1）支撑强度和稳定性确保本身和上面原型不会变形或偏移 ；2）支撑加工时间 成形时间短，节约成型材料3）支撑可去除性 降低对原型表面质量损害，方便后处理逆向工程教案第124页支撑逆

36、向工程教案第125页3成型方向 在快速成型制造中，STL模型定向决定了成型方向，即成型时每层叠加方向，它是影响原型制作精度、制作时间、制作成本、原型强度以及制作过程中所需支撑多少主要原因 。在成型时首先要选择一个优化分层方向(成型方向)。逆向工程教案第126页 RP技术是一个离散/堆积分层制造技术，零件定向和摆放对零件成形过程正常进行，成形精度和表面质量，加工时间以及支撑添加等都有较大影响。在工艺处理时，必须依据成型零件详细要求综合考虑。假如制作原形件主要目标是为了进行外观评价，那么选择成型方向时则应把确保原型表面质量放在首要位置来考虑；假如制作原型目标是为了装配检验，则应首要考虑是装配结构成型精度，至于表面质量则可经