在机械领域的实际应用中,主要包括以下几个方面:①对已有零件的复制,再现原产品的设计意图;②当原始设计不可得时,用于对已有产品的改型或仿型设计;③在设备维修中对个别损坏或磨损零件的复制;④在美学设计特别重要的领域,通常采用真实比例的木制或泥塑模型来评估设计的美学效果,再通过逆向工程进行设计;⑤当设计需要实验才能定型的工件模型时,通常采用逆向工程的方法,例如,在航天航空领域,为了满足空气动力学等要求,需要进行风洞实验的产品模型。当零件损坏或磨损时,可以通过三维扫描的方法,重构该零件的数字模型,对损坏的零件表面进行还原或修补。嘉兴建模逆向造型案例
逆向工程技术并不是孤立的,它和丈量技术、CAD/CAM技术有着千丝万缕的联系。从理论角度分析,逆向工程技术能按照产品的丈量数据建立与现有CAD/CAM系统完全兼容的数字模型,这是逆向工程技术的目标。但凭借目前人们所把握的技术,包括工程上的和理论上的(如曲面建模理论),尚无法满足这种要求。特别是针对目前比较流行的大规模“点云”数据建模,更是远没有达到直接在CAD系统中应用的程度。“点云”数据的采集有两种方法:一种是使用三坐标丈量机对零件表面进行探测,另一种是使用激光扫描仪对零件表面进行扫描。采集到的数据经过CAD/CAM软件处理后,可以获得零件的数字化模型和用于加工的CNC程序。图2所示为使用激光扫描仪丈量的摩托车发动机砂型排气道点云图。 海盐扫描逆向造型工艺逆向工程(Reverse Engineering) 也称反求工程、反向工程等。
逆向设计也称为反求设计,是针对消化吸收先进技术的一系列分析方法和应用技术的组合,它是以产品或设备的实物、软件(图纸、程序、技术文件等)或影像(图片、照片等)作为研究对象,应用现代设计理论方法、生产工程学、材料学和有关专业知识进行系统深入地分析和研究,探索掌握其关键技术,进而开发出同类的先进产品。1、实物逆向:它是在已有实物的条件下,通过试验、测绘和详细分析,提出再创造的关键。其中包括功能逆向、性能逆向、方案、材料、精度、使用规范等众多方面的逆向。实物逆向对象可以是整机、部分组件和零件。2、软件逆向:产品样本、技术文件、设计书、使用说明书、图纸、有关规范标准、管理规范和质量保证手册等均称为技术软件。软件逆向中有三类情况:一是既有实物,又有全套技术软件;二是有实物而无技术软件;三是无实物,有全套或部分技术软件。每类逆向各有特点和难点。3、影像逆向:既无实物,又无技术软件、有产品相片、图片、广告介绍、参观印象和影视画面等,要从中去构思、想象来逆向,称影像逆向,这是逆向对象中难度比较大的。
当前情况下,逆向工程主要在汽车、电子、玩具、航天、家具家电产品等领域应用较为,它通过数字化制造技术充分的将资源有效利用,将产品的研发周期缩短、产品研发局限性减少、产品的生产制造成本降低,从而有效的提升了企业的竞争力。其主要的应用特点有以下几个方面:(1)无产品、零件图纸的情况下逆向生成产品样件:在没有设计图纸或者设计图纸不完整、没有三维建模的情况下,在对产品原形进行测量、分析、数据重组后形成产品的设计图纸或三维模型,并以此为基础通过快速成形技术复刻出相同或经过调整的产品实物样件:(2)通过实测模型得出设计产品及反推其模具的根据:在设计需要通过实验测试才能定型的产品模型时,通常采用逆向工程的方法。比如汽车造船领域、航空航天领域,为了满足产品对空气动力学等技术要求,首先要求在初始设计模型的基础上经过各种性能测试,如阻力压力测试、碰撞变形测试等,建立符合产品要求的外形模型,终通过对实验模型进行实测所得到的数据将成为设计这类产品及反推其模具的重要依据。 逆向设计也可以提高产品的可靠性和可维护性。
快速成形技术快速成形技术(简称RP)是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维物理实体的技术总称,是一种集CAD/CAM、CNC、激光、新材料等技术于一体的现代先进制造技术。该技术改变了传统的通过去除多余材料获得零件的方法,利用分层制造、逐层累加成型的原理,可自动、直接、精确、快速地将设计思想转变成具有一定功能的原形实物零件,制造速度、制造成本与零件的复杂程度基本无关,从而可对实物零件进行快速功能验证、市场评估、修改定型。用定型零件进行模具的快速制造,可以实现零件的批量生产。因此,采用该技术可地缩短新产品的研制开发周期,降低研制开发的成本。快速成型的基本过程是:首先设计出所需零件的计算机三维模型(数字模型、CAD模型);其次根据工艺要求,按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元,通常在Z向将其按一定厚度进行离散(习惯称为分层),把原来的三维CAD模型变成一系列的层片;再次根据每个层片的轮廓信息,输入加工参数,自动生成数控代码;由成形系统成形一系列层片并自动将它们联接起来,得到一个三维物理实体。 逆向工程是在图纸不完整,而有样品的情况下,利用三维扫描测量仪,测量样品表面数据,进行重构的设计。嘉兴建模逆向造型案例
实物逆向以产品实物为依据,对产品的设计原理、结构、材料、精度、制造工艺、包装、使用进行研究和再创造。嘉兴建模逆向造型案例
逆向工程(又称逆向技术),是一种产品设计技术再现过程,即对一项目标产品进行逆向分析及研究,从而演绎并得出该产品的处理流程、组织结构、功能特性及技术规格等设计要素,以制作出功能相近,但又不完全一样的产品。逆向工程源于商业及领域中的硬件分析。其主要目的是,在不能轻易获得必要的生产信息下,直接从成品的分析,推导出产品的设计原理。逆向工程是由高速三维激光扫描机对已有的样品或模型进行准确、高速的扫描,得到其三维轮廓数据,配合逆向软件进行曲向重构,并对重构的曲面进行在线精度分析、评价构造效果,终生成IGES(初始化图形交换规范)或STL(标准模块库)数据,据此就能进行快速成型或CNC(计算机数字控制机床)数控加工。 嘉兴建模逆向造型案例