逆向设计与3D打印案例教程 第2版 课件 项目八 电话听筒扫描与逆向设计.pdf

《逆向设计与3D打印案例教程》数字资源库

【学习目标】

Ø知识目标：1.掌握GeomagicDesignX软件手动划分领域的方法；

2.掌握GeomagicDesignX软件中自由曲面的构建方法；

3.掌握GeomagicDesignX软件中面与面间的过渡与衔接方法。

Ø技能目标：1.能够熟练使用白光双目扫描仪完成数据采集；

2.能够熟练应用GeomagicWrap软件进行数据预处理；

3.熟练应用GeomagicDesignX软件完成复杂曲面零件逆向设计。

【项目引入】

Ø在备战自治区“工业产品数字化设计与制造“技能大赛过程中，选择电话听筒作为

学生综合训练项目，重点练习复杂曲面设计零件的数据采集与数据处理方法。为保

证各训练小组源数据的统一，现需要利用3D打印技术制造多个电话听筒，故需要采

用三维扫描进行数据采集，完成逆向设计，并在后期进行3D打印产品用于学生练习，

要求建模精度在±0.1mm，特征线明显，曲面间光顺过渡。

【项目分析】

l1.产品分析

Ø该电话听筒原件如图8-1所示，总长约200mm，侧面狭窄、约10mm，表

面为灰色普通塑料，表面光洁，容易反光，整体结构对称，采集部分主

要集中于内外表面，扫描时要求保证整体数据完整，保留产品原有特征，

点云分布规整平滑，因此在扫描时采取整体扫描方案。

【项目分析】

l2.扫描策略的制定

Ø（1）因电话听筒表面为灰色塑料，会反光，整体材质及颜色不利于数据的采集，因

此需对其表面进行喷粉处理。

Ø（2）主要数据采集部分为内外表面和侧面，需要经过多角度、多范围的多次扫描才

能完成听筒完整数据的采集，且听筒两侧微微向内翘起，扫描过程中需实时调整扫

描角度，因此选择在听筒内外表面和侧面都粘贴标志点，并利用侧面标志点完成听

筒的翻转扫描，以实现多次扫描数据的坐标系统一。

Ø（3）为提高扫描效率和扫描质量，选择借助工作转盘完成扫描。

【项目实施】

01数据采集

任务

02数据处理

1.1扫描前的准备工作

l1.1.1喷粉

Ø喷粉过程如图所示，粉喷完成效果如图所示。喷粉原则和注意事项可参

考项目三。

1.1扫描前的准备工作

l1.1.2标志点粘贴

Ø因在本次扫描过程中，听筒需全程进行位置和角度调整，所以选择上、

下表面和某一侧面都粘贴标志点，标志点粘贴数量和注意事项可参考项

目三，本次扫描时标志点粘贴方式如图所示，供大家参考。

1.2数据采集

l1.2.1设备调整

Ø(1)视场对齐数据扫描前需将扫描仪进行精度校准，校准方式参考项目三中

标定步骤，当精度达标时，将电话听筒放置在转盘上，调整电话与扫描仪距

离，确定转盘和零件在扫描仪十字中间，尝试旋转转盘一周，在软件实时显

示区保证能够看到零件整体即可。

Ø(2)参数调整观察实时显示区域中听筒的亮度，在软件中设置相应的相机曝

光值和增益值，可根据环境适当调整，以物体不反光为宜。

1.2数据采集

l1.2.2零件扫描

Ø调整好设备和零件的位置后，按以下步骤进行扫描。该零件表面向内有弯曲弧度，

且主要特征在内表面，所以在扫描时选择首先采集内表面数据。

（1）内表面数据采集将听筒平放在工作转台上，点击扫描按钮后开始扫描，每扫

描一次将工作台旋转一定角度，直至整个内