逆向设计与3D打印案例教程 第2版 课件 项目三 万向节叉外形扫描与逆向设计.pdf

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【学习目标】

Ø知识目标：1.掌握扫描策略的制定方法；

2.掌握支架式白光双目扫描仪的定标方法；

3.掌握GeomagicWrap软件的数据处理流程；

4.掌握GeomagicDesignX软件中面片草图、拉伸、圆形阵列

等命令。

Ø技能目标：1.能够正确使用显像剂和标志点；

2.能够对支架式白光双目扫描仪进行标定；

3.能够使用支架式白光双目扫描仪完成数据采集；

4.能够应用GeomagicWrap软件进行数据预处理；

5.能够应用GeomagicDesignX软件完成简单零件逆向设计。

【项目引入】

Ø某汽车万向节叉部件破损，部分发生变形，需要更换，要求结合逆向工程技术，在

不破坏原产品的情况下对其进行数据采集，并完成逆向设计；扫描时尽量保证数据

完整，保留产品原有特征，设计模型经3D打印后结合铸造技术进行铸造加工，加工

成品要求精度控制在±0.2mm，内外表面光洁。

Ø该产品原型如图所示，外形尺寸约为90mm，体积不大，结合产品设计要求，选用

天远OKO系列白光双目扫描仪，该扫描仪扫描精度高、速度快、采集数据量大，尤

其适用于小件物品的数据采集，可实时显示摄像机的图像和得到的三维数据结果。

【项目分析】

l1.产品分析

Ø扫描产品原型为锻造零件，结构较为简单，为对称件，端部有圆柱齿轮

特征，可以用镜像、阵列命令完成特征设计；扫描时要求保证数据完整，

保留产品原有特征，点云分布规整平滑，因此在扫描时采用整体扫描方

案。

【项目分析】

l2.扫描策略的制定

Ø（1）表面分析观察后发现该产品原型呈暗黑色，不利于数据的

采集，因此需对原型表面进行喷粉处理。

Ø（2）策略制定零件主要扫描部分为连杆头部内外圆弧、端部齿

轮特征，需要经过多角度、多范围的多次扫描，才能完成零件完

整数据的采集，因此选择在零件表面粘贴标志点，以实现多次扫

描数据的坐标系统一。

【项目实施】

01数据采集

任务

02数据处理

03数据应用

1.1扫描前的准备工作

l1.1.1喷粉

Ø该产品为暗黑色锻造钢件，在不喷粉的状态下很难直接进行扫描，所以

需要在零件表面喷涂薄薄的显像剂。

Ø在喷粉时，喷粉距离约为300mm左右，如图所示。在满足扫描要求的前

提下尽可能薄且均匀，显像剂喷洒过多，不仅在物体表面形成留痕，更

会造成物体厚度叠加，影响扫描精度。喷粉后的零件如图所示。

1.1扫描前的准备工作

l1.1.2标志点粘贴

Ø在零件表面粘贴标志点，可以实现多次扫描数据的坐标系统一。粘贴标

志点时应注意以下几点：（1）标志点不要粘贴在一条直线上，也不要对

称粘贴；（2）过渡区公共标志点数量至少为4个；（3）标志点应使相机

在尽可能多的角度可以同时看到；（4）标志点粘贴应选择面积较大且曲

率较小的曲面，尽量远离边缘。本次扫描时标志点粘贴方式如图3-4所示，