逆向工程与快速成型技术应用（第3版）课件：逆向工程技术认识

逆向工程与快速成型

技术应用2市场环境的变化

——企业竞争加剧，产品市场寿命缩短设计环境的变化

——开发新产品成功率要高，而设计周期要短制造环境的变化

——多品种、小批量（大规模的定制化）呼唤产品快速开发技术！

产品开发环境的变化3

设计

样机

生产工程需求图档工业设计？样品？试验如何快速制造？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！任务一初识逆向工程任务二再识逆向工程任务三了解逆向工程应用

逆向工程技术认知5掌握逆向工程技术的概念和工作流程，理解逆向工程技术的关键技术及实施的软硬件条件，了解逆向工程技术的应用领域及应用方法。能力目标知识要点了解逆向工程技术的基本概念逆向工程、正向设计了解逆向工程的流程逆向工程技术工作流程了解逆向工程的应用和意义逆向工程的应用领域学习目标学习要求传统正向设计方法－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）的演化过程任务一初始逆向工程传统正向设计方法－表达设计信息可用参数精确描述8我国引进的产品如何深入研究、消化、吸收这些先进技术，探索引进产品中的关键技术，在此基础上改进、创新、开发出符合我国国情的先进产品，形成自己的技术体系。

逆向工程技术产生的背景背景之一9复杂产品（如飞机、汽车等主模型）型面构成复杂，现阶段必须制造出实物原型，在实物原型的基础上开展开发。

逆向工程技术产生的背景背景之二概念设计效果图油泥模型风洞试验修改模型定型数字化测量模型重构制造模型符合空气动力学性能的流线性10逆向工程（ReverseEngineering，简称RE）是将实物模型转变为CAD模型的相关数字化测量技术、几何模型重构技术和产品制造技术的总称。逆向工程的定义11概念设计汽车仪表板开发流程12效果图汽车仪表板开发流程13油泥模汽车仪表板开发流程14测量汽车仪表板开发流程15点云数据汽车仪表板开发流程16CAD模型汽车仪表板开发流程17

最终产品汽车仪表板开发流程19任务二再识逆向工程——工作流程20数据测量——是指通过特定的测量方法和设备，将物体表面形状转换成几何空间坐标点，从而得到逆向建模以及尺寸评价所需数据的过程。数据测量是逆向工程的第一步，也是后续工作的基础。数据处理——包括了杂点的删除、多视觉数据、数据简化、数据补缺、数据平滑等。模型重构——根据实物样件的特征重构出三维模型的过程。两种重构方法：对于精度要求较低、形面复杂的如玩具、艺术品等的逆向设计，常采用基于三角面片直接建模；对于精度要求较高的，形面复杂产品的逆向开发，常采用拟合NURBS或参数曲面建模的方法。任务二再识逆向工程——实施的条件硬件条件软件条件1）专用的逆向软件：Imageware、GeomagicStudio等

2）基于正向的CAD/CAE/CAM系统软件：CATIA、UG、Pro-E三维扫描设备产品制造设备——切削加工设备、快速成型设备22涉及到的主要技术：数据采集技术、数据处理技术、模型重构技术23

当设计无法直接在设计软件中准确表示，或需要通过实验测试才能定型的工件模型（比如航天航空、汽车等领域），通常首先做成油泥、木模或泡沫塑料做成产品的比例模型，模型用逆向工程技术将其转换为产品的三维CAD模型及其模具。新产品开发应用(1)任务三了解逆向过程的应用24产品的仿制和改型设计

应用(2)25模具快速制造应用领域破损模具的制成控制与快速修补(3)26模具快速制造应用(3)模具测量重构模型27应用于产品检测应用(4)28颅骨修补医学领域应用(5)

利用CT、MRI数据，利用逆向工程技术将断层扫描信息转换为三维数字模型，为医学教学、手术辅助提供数据参考，与快速成型结合，定制组织器官、骨架等模型。29特种服装、头盔的制造要以使用者的身体为原始设计依据，此时，需首先建立人体的几何模型。服装、头盔、鞋子设计等应用(6)3031逆向工程也广泛用于修复破损的文物、艺术品，或缺乏供应的损坏零件等。此时，不需要复制整个零件，只是借助逆向工程技术抽取原来零件的设计思想，用于指导新的设计。艺术品文物复制，博物馆藏品、古建筑的数字化应用(7）32影视动画角色、场景、道具等三维虚拟物体的设计和创作制造应用(8）动漫&游戏将艺术家的概念模型做成三维数据模型，以用于电脑游戏和电影动画的制作．33

逆向工程是将实物样件或手工模型转化为数模，包含了数据扫描、数据处理与数模重构、模型制造几个阶段。逆向工程技术应用的重大意义在于：逆向工程不是简单地把原有物体还原，它还要在还原的基础上进行二次创新。逆向工程作为一种新的创新技术，现已广泛应用于许多领域，并取得了重大的经济和社会效益。小结