逆向工程與快速成型技術應用

前言

　　逆向工程（Reverse Engineering，RE），也稱反求工程、反向工程等，其思想最初來自從油泥模型到產(chǎn)品實物的設計過程，但直到20世紀90年代，才開始引起各國工業(yè)界和學術界的高度重視。隨著計算機技術，特別是數(shù)字化測量技術的迅猛發(fā)展，RE技術能實現(xiàn)已有復雜外觀造型的樣件或實物模型一三維測量數(shù)據(jù)→三維產(chǎn)品數(shù)模一產(chǎn)品的一體化開發(fā)全過程，為制造業(yè)提供了一個全新的、高效的產(chǎn)品開發(fā)方案。除了在航空航天、汽車工業(yè)、模具行業(yè)、消費性電子產(chǎn)品、玩具等傳統(tǒng)領域得到廣泛應用外，RE技術也開始在人體工程、服裝、數(shù)字化博物館、藝術品仿制與破損修復等領域得到應用。另外，在醫(yī)學領域，如骨科顱骨修補、義耳義肢制作、假牙設計等方面都有其應用?！　?0世紀80年代中期發(fā)展起來的快速成型（Rapid Prototype＆Manufacturing，簡稱RP或RPM）技術，是指在計算機控制與管理下，由零件CAD模型直接驅動，采用材料精確堆積復雜三維實體的原型或零件的制造技術。RP技術徹底改變了制造業(yè)的生產(chǎn)方式，成為先進制造技術的重要組成部分，其最大特點在于制造的高柔性，即無需任何專用工具，可由零件的CAD模型，直接驅動設備完成零件或零件原型的成型制造。RP技術的應用幾乎包括了制造領域的各個行業(yè)，同時在醫(yī)療、人體工程、文物保護等行業(yè)也獲得了廣泛應用?！　‰S著RE技術與RP技術在各行各業(yè)的廣泛應用，企業(yè)界對相關技術和工程應用人員的需求量越來越大。而目前，有關RE技術、RP技術方面的書籍多是研究類的、兩方面單獨介紹的，還沒有出現(xiàn)介紹RE與RP兩方面技術的集成類的書籍，針對高職高專類使用的該類教材更是奇缺，本書正是針對這種狀況而編寫的。

內(nèi)容概要

作為新產(chǎn)品開發(fā)和消化、吸收先進技術的重要手段，逆向工程與快速成型技術的研究正受到各國工業(yè)和學術界的高度重視。集成運用RE、CAD/CAM、RP等先進制造技術，對提高產(chǎn)品市場競爭能力具有重要的理論意義和經(jīng)濟價值。本書圍繞逆向工程與快速成型技術的核心，綜合歸納了逆向工程與快速成型技術研究和應用的最新進展。本書較為詳細地介紹了逆向工程的工作流程及產(chǎn)品實物幾何外形數(shù)字化測量、數(shù)據(jù)處理、三維CAD模型重構，同時也介紹了快速成型技術中SLA（光固化成型）、SLS（選擇性激光燒結）、LOM（分層實體制造）等方法的理論基礎和技術狀況，對組成逆向工程的系統(tǒng)及專用軟件也作了介紹，并結合具體例子講解相關知識在專用軟件中的實現(xiàn)過程和使用技巧。    本書從逆向工程與快速成型技術實際應用的要求出發(fā)，緊密結合逆向工程與快速成型技術應用型人才工程素質培養(yǎng)的要求，注重理論與實踐結合，系統(tǒng)性、實用性強。本書可作為高等職業(yè)技術學院的教材、培訓教程或參考書，同時可作為廣大從事逆向工程及快速成型技術應用的技術人員的參考書。

書籍目錄

前言第1章　逆向工程技術概述  1.1　逆向工程的定義  1.2　逆向工程的應用  1.3　逆向工程的工作流程  1.4　逆向工程系統(tǒng)的組成  1.5　逆向工程與產(chǎn)品創(chuàng)新    1.5.1　創(chuàng)新設計    1.5.2　逆向工程與創(chuàng)新設計  1.6　專用逆向工程軟件簡介    1.6.1  簡介    1.6.2　Imageware軟件    1.6.3　RapidForm軟件    1.6.4　CopyCAD軟件      1.6.5　Geomagic Studi0軟件  1.7　逆向工程技術存在的問題  1.8　小結  思考練習題第2章　逆向工程數(shù)據(jù)測量與處理　2.1　數(shù)據(jù)測量方法　2.2　三坐標測量機    2.2.1　三坐標測量機的組成    2.2.2　三坐標測量機的工作原理    2.2.3　三坐標測量機的分類    2.2.4　三坐標測量機的結構形式    2.2.5　三坐標測量機的導軌    2.2.6　三坐標測量機的測量系統(tǒng)    2.2.7　三坐標測量機的控制系統(tǒng)    2.2.8　三坐標測量機的軟件系統(tǒng)    2.2.9　三坐標測量機的發(fā)展趨勢　2.3　斷層數(shù)據(jù)測量　2.4　測量數(shù)據(jù)處理流程    2.4.1　概述    2.4.2　測量數(shù)據(jù)預處理  2.5  VIVID-910型三坐標激光掃描儀簡介    2.5.1　結構形式及主要技術指標    2 5 2　涮骨翰件　2.6　Geomagic Studio測量數(shù)據(jù)預處理實例  　2.6.1　單視角數(shù)據(jù)點預處理　  2.6.2　多視角數(shù)據(jù)對齊合并處理　2.7　小結　思考練習題第3章　三維CAD模型重構  3.1　概述  3.2　曲面重構方法和過程  3.3　網(wǎng)格化實體模型    3.4　模型精度評價及量化指標    3.4.1　逆向工程的誤差來源    3.4.2　模型的精度評價    3.4.3　模型精度量化指標      3.4.4　控制誤差提高精度的策略　3.5　曲面重構實例  　3.5.1　功能命令　　3.5.2　曲面重構實例1  　3.5.3　曲面重構實例2  3.6　小結    思考練習題第4章　快速成型技術概述　4.1　快速成型技術的原理  　4.1.1　成型方式的分類　  4.1.2　快速成型過程　  4.1.3　快速成型技術的特點　4.2　快速成型制造工藝的分類　4.3　快速成型技術的應用    4.3.1　快速成型在新產(chǎn)品研發(fā)中的應用    4.3.2　快速成型在模具制造中的應用    4.3.3　快速成型在快速鑄造中的應用      4.3.4　快速成型在藝術領域的應用    4.3.5　快速成型在醫(yī)學領域的應用    4.3.6　快速成型技術應用總結　4.4　快速成型技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢  　4.4.1  快速成型技術的現(xiàn)狀　……第5章　快速成型的數(shù)據(jù)處理第6章　快速成型制造的幾種典型工藝及后處理第7章　集成逆向工程系統(tǒng)附錄　逆向工程及快速成型相關技術縮略語表參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　逆向工程技術概述　　1.1　逆向工程的定義　　逆向工程（Reverse Engineering，RE），也稱反求工程、反向工程，其思想最初來自從油泥模型到產(chǎn)品實物的設計過程。作為產(chǎn)品設計制造的一種手段，在20世紀90年代初，逆向工程技術開始引起各國工業(yè)界和學術界的高度重視。從此，有關逆向工程技術的研究和應用受到政府、企業(yè)和研究者的關注，特別是隨著現(xiàn)代計算機技術及測試技術的發(fā)展，逆向工程技術已成為CAD/CAM領域的一個研究熱點。　　　　傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計通常是從概念設計到圖樣，再制造出產(chǎn)品。產(chǎn)品的逆向設計與此相反，它是根據(jù)零件（或原型）生成圖樣，再制造出產(chǎn)品。它是一種以實物、樣件、軟件或影像作為研究對象，應用現(xiàn)代設計方法學、生產(chǎn)工程學、材料學和有關專業(yè)知識進行系統(tǒng)分析和研究、探索掌握其關鍵技術，進而開發(fā)出同類的更為先進的產(chǎn)品的技術，是針對消化吸收先進技術采取的一系列分析方法和應用技術的結合。廣義的逆向工程包括幾何形狀逆向、工藝逆向和材料逆向等諸多方面，是一個復雜的系統(tǒng)工程。　 　　……

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