逆向工程與快速成型技術(shù)應(yīng)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(shè)計過程，但直到20世紀(jì)90年代，才開始引起各國工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的高度重視。隨著計算機(jī)技術(shù)，特別是數(shù)字化測量技術(shù)的迅猛發(fā)展，RE技術(shù)能實現(xiàn)已有復(fù)雜外觀造型的樣件或?qū)嵨锬Ｐ鸵蝗S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(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用外，RE技術(shù)也開始在人體工程、服裝、數(shù)字化博物館、藝術(shù)品仿制與破損修復(fù)等領(lǐng)域得到應(yīng)用。另外，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如骨科顱骨修補(bǔ)、義耳義肢制作、假牙設(shè)計等方面都有其應(yīng)用。　　20世紀(jì)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(shù)，是指在計算機(jī)控制與管理下，由零件CAD模型直接驅(qū)動，采用材料精確堆積復(fù)雜三維實體的原型或零件的制造技術(shù)。RP技術(shù)徹底改變了制造業(yè)的生產(chǎn)方式，成為先進(jìn)制造技術(shù)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(qū)動設(shè)備完成零件或零件原型的成型制造。RP技術(shù)的應(yīng)用幾乎包括了制造領(lǐng)域的各個行業(yè)，同時在醫(yī)療、人體工程、文物保護(hù)等行業(yè)也獲得了廣泛應(yīng)用?！　‰S著RE技術(shù)與RP技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，企業(yè)界對相關(guān)技術(shù)和工程應(yīng)用人員的需求量越來越大。而目前，有關(guān)RE技術(shù)、RP技術(shù)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(shù)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(jìn)技術(shù)的重要手段，逆向工程與快速成型技術(shù)的研究正受到各國工業(yè)和學(xué)術(shù)界的高度重視。集成運用RE、CAD/CAM、RP等先進(jìn)制造技術(shù)，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(jì)價值。本書圍繞逆向工程與快速成型技術(shù)的核心，綜合歸納了逆向工程與快速成型技術(shù)研究和應(yīng)用的最新進(jìn)展。本書較為詳細(xì)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(gòu)，同時也介紹了快速成型技術(shù)中SLA（光固化成型）、SLS（選擇性激光燒結(jié)）、LOM（分層實體制造）等方法的理論基礎(chǔ)和技術(shù)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(jié)合具體例子講解相關(guān)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(shù)實際應(yīng)用的要求出發(fā)，緊密結(jié)合逆向工程與快速成型技術(shù)應(yīng)用型人才工程素質(zhì)培養(yǎng)的要求，注重理論與實踐結(jié)合，系統(tǒng)性、實用性強(qiáng)。本書可作為高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院的教材、培訓(xùn)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(shù)應(yīng)用的技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

前言第1章　逆向工程技術(shù)概述  1.1　逆向工程的定義  1.2　逆向工程的應(yīng)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(shè)計    1.5.2　逆向工程與創(chuàng)新設(shè)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(shù)存在的問題  1.8　小結(jié)  思考練習(xí)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(biāo)測量機(jī)    2.2.1　三坐標(biāo)測量機(jī)的組成    2.2.2　三坐標(biāo)測量機(jī)的工作原理    2.2.3　三坐標(biāo)測量機(jī)的分類    2.2.4　三坐標(biāo)測量機(jī)的結(jié)構(gòu)形式    2.2.5　三坐標(biāo)測量機(jī)的導(dǎo)軌    2.2.6　三坐標(biāo)測量機(jī)的測量系統(tǒng)    2.2.7　三坐標(biāo)測量機(jī)的控制系統(tǒng)    2.2.8　三坐標(biāo)測量機(jī)的軟件系統(tǒng)    2.2.9　三坐標(biāo)測量機(jī)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(yù)處理  2.5  VIVID-910型三坐標(biāo)激光掃描儀簡介    2.5.1　結(jié)構(gòu)形式及主要技術(shù)指標(biāo)    2 5 2　涮骨翰件　2.6　Geomagic Studio測量數(shù)據(jù)預(yù)處理實例  　2.6.1　單視角數(shù)據(jù)點預(yù)處理　  2.6.2　多視角數(shù)據(jù)對齊合并處理　2.7　小結(jié)　思考練習(xí)題第3章　三維CAD模型重構(gòu)  3.1　概述  3.2　曲面重構(gòu)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(biāo)    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(biāo)      3.4.4　控制誤差提高精度的策略　3.5　曲面重構(gòu)實例  　3.5.1　功能命令　　3.5.2　曲面重構(gòu)實例1  　3.5.3　曲面重構(gòu)實例2  3.6　小結(jié)    思考練習(xí)題第4章　快速成型技術(shù)概述　4.1　快速成型技術(shù)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(shù)的特點　4.2　快速成型制造工藝的分類　4.3　快速成型技術(shù)的應(yīng)用    4.3.1　快速成型在新產(chǎn)品研發(fā)中的應(yīng)用    4.3.2　快速成型在模具制造中的應(yīng)用    4.3.3　快速成型在快速鑄造中的應(yīng)用      4.3.4　快速成型在藝術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用    4.3.5　快速成型在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用    4.3.6　快速成型技術(shù)應(yīng)用總結(jié)　4.4　快速成型技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢  　4.4.1  快速成型技術(shù)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(guān)技術(shù)縮略語表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　逆向工程技術(shù)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(shè)計過程。作為產(chǎn)品設(shè)計制造的一種手段，在20世紀(jì)90年代初，逆向工程技術(shù)開始引起各國工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的高度重視。從此，有關(guān)逆向工程技術(shù)的研究和應(yīng)用受到政府、企業(yè)和研究者的關(guān)注，特別是隨著現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)及測試技術(shù)的發(fā)展，逆向工程技術(shù)已成為CAD/CAM領(lǐng)域的一個研究熱點。　　　　傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計通常是從概念設(shè)計到圖樣，再制造出產(chǎn)品。產(chǎn)品的逆向設(shè)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(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法學(xué)、生產(chǎn)工程學(xué)、材料學(xué)和有關(guān)專業(yè)知識進(jìn)行系統(tǒng)分析和研究、探索掌握其關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)而開發(fā)出同類的更為先進(jìn)的產(chǎn)品的技術(shù)，是針對消化吸收先進(jìn)技術(shù)采取的一系列分析方法和應(yīng)用技術(shù)的結(jié)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(fù)雜的系統(tǒng)工程。　 　　……

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