逆向设计与3D打印案例教程 第2版 课件 项目十 汽车零部件扫描与逆向设计.pdf

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【学习目标】

Ø知识目标：1.掌握复杂工业零件扫描策略的制定方法；

2.掌握手持式激光扫描仪的使用方法；

3.掌握GeomagicDesignX软件中面片草图、拉伸、曲面偏移、

圆形阵列等命令。

Ø技能目标：1.能够正确使用手持式激光扫描仪；

2.能够对手持式激光扫描仪进行标定；

3.能够熟练使用手持式激光扫描仪完成复杂零件的数据采集；

4.能够熟练应用GeomagicDesignX软件完成复杂件逆向设计。

【项目引入】

Ø某企业生产的汽车零件原型为一壳类铸造件，形状复杂，精度要求较高。

现生产企业需要在零件数字化模型的基础上进行结构优化与工艺优化，

为提高效率，决定采用逆向技术获得基础模型，即采用三维扫描进行数

据采集，并利用逆向设计软件完成逆向设计。扫描时要求保证整体数据

完整，维持产品原貌，避免数据丢失或损坏，模型精度控制在±0.3mm。

【项目分析】

l1.产品分析

Ø扫描产品原型是典型的工业产品，灰色铸铁件，外形尺寸约为180mm，

尺寸较大，细节特征较多，扫描时要求保证整体数据完整，保留产品原

有细节特征，尽量避免数据丢失或损坏，因此在扫描时采取整体扫描方

案。

【项目分析】

l2.扫描策略的制定

Ø观察后发现该产品原型为暗灰色，数据主要采集部分为铸件内外

表面，内部细节特征较多，且深度较大，为避免喷粉对产品表面

造成的影响，结合产品扫描要求，选择手持式激光扫描仪进行扫

描，扫描仪产品如图所示。该扫描仪重量轻、体积小、分辨率高，

被扫描产品表面无需进行喷粉处理也可完成数据采集，扫描精度

高、速度快、采集数据量大，可自动生成STL三角网格面，而且

扫描仪可随时移动，操作方便，尤其适用于较大工业产品的数据

采集，满足本次扫描要求。

【项目实施】

01数据采集

任务

02逆向设计过程

1.扫描前的准备工作

l1.1设备标定

Ø按操作要求将手持式激光扫描仪连接。在数据采集前对扫描设备进行标

定，使精度达到扫描要求。标定操作过程如图所示。

1.1扫描前的准备工作

l1.1.2标志点粘贴

Ø为了得到完整的采集数据，需对铸件表面进行标志点粘贴。粘贴标志点

时，需注意以下几点：1）保证在扫描仪的单个扫描视野内，标志点的数

量大于6个即可；2）因零件表面不进行喷粉处理，所以移除标志点很困

难，需注意尽量减少标志点的粘贴数量；3）可根据零件大小调整标志点

的间距，一般在20mm到100mm之间；4）该扫描仪会自动完成标志

点的填充，当软件自动填充时会产出变形，粘贴标志点时需尽量远离边

缘和细节特征区，不能把目标点贴在细节小于3mm的细节上。

1.2数据采集

Ø扫描仪标定完成后，设置设备参数，如图所示，按以下步骤进行扫描。

1.2数据采集

l1.2.1外表面数据采集

Ø按图所示固定摆放零件，点击扫描按钮后开始扫描，扫描时手持扫描仪

在距离头像表面大约20cm的地方开始扫描，随时观察距离指示灯，颜色

以绿色为宜。

1.2数据采集

l1.2.1外表面数据采集