基于逆向工程与快速成型技术的产品设计

基于逆向工程技术的产品创新设计摘要：在新时期，企业发展过程中需要面临较为严峻的市场竞争。

企业想要在竞争中占据优势，就必须要加大力度开展产品创新，使企业焕发生机与活力。

逆向工程技术可以较为有效的开展产品创新设计，降低产品创新设计需要花费的时间，减少资金浪费，增强企业整体实力。

本篇文章对于逆向工程技术进行了简要分析，并探究了在逆向工程技术下开展的产品创新设计，希望能够为产品创新设计工作的开展提供参考。

关键词：逆向工程技术；产品创新；设计随着技术水平的提升，开展产品创新成为了企业发展的重要任务，对于增强企业的整体实力，提升企业的市场竞争力是非常关键的，能够在一定程度上决定企业是否可以获得可持续发展。

因此，必须要将产品创新设计落实到位，逆向工程技术作为产品创新设计的主要手段之一，可以减少进行产品研发需要花费的时间，将研发产品的资金控制在一定范围内，使企业在竞争中更具优势。

对于逆向工程技术进行应用，开展产品创新设计，需要对于实物进行扫描，对于点云数据开展加工处理，并将数据上传到CAD中，制造新的模型，达成创新设计目标，这对于企业而言是非常重要的，能够在一定程度上提升企业经济收益。

一、逆向工程技术逆向工程技术也可以被称之为反求工程，是和传统正向工程相比较来说的。

逆向工程主要是指在尚未绘制设计图或者是所拥有的设计图较为零散不具有实物作为支持的情况下，根据当前所具备的零件模型，以及数字化技术来对于产品结构进行重塑或者是创造出这一产品。

二、逆向工程技术产品创新设计环节逆向工程技术对于产品创新设计而言是非常关键的，需要从以下几点出发开展工作：第一，要开展数据搜集工作。

数据搜集工作是逆向工程的基础性内容，对于这一工程的开展是非常关键的。

所搜集的数据是否较为精准能够在一定程度上决定模型的精确程度以及最终的质量，测量工作的效率从某种角度来说，会对于反求过程的快慢产生影响。

当前所用的测量方式存在着较大的差异，较为普遍的是接触式测量以及非接触式测量[1]。

基于逆向工程和快速成型技术的零件制造摘要：随着当前制造业的快速发展和用户对产品的要求不断地提高，产品更新换代越来越快，这对产品开发提出了更高的要求。

利用先进设计与制造理念和手段，对现有产品进行再设计以满足用户要求的产品开发方法是缩短产品开发周期和降低产品研制开发成本的一种可行方法。

关键词：逆向工程；快速成型技术；零件制造1基于逆向工程的产品数字化建模流程1.1改良设计任务一家专门生产高级液体鞋油的公司所用的塑料油瓶外包给另一家塑胶模具公司。

由于模具公司设计部电脑受到黑客攻击导致所保存的原鞋油瓶的所有设计图档等数据全部丢失。

前期有用户在使用该款鞋油时反馈瓶盖过于光滑，不易扭开。

经过前期的市场调研，公司决定在现有瓶身的基础上，重新优化设计鞋油瓶盖，推出一款新的鞋油产品。

1.2原模型设计数据的获取（1）扫描仪标定。

在正式扫描之前必须先对扫描仪进行标定以保证扫描的精度，调整扫描距离，将标定板放置在视场中央，通过调整硬件系统的高度以及俯仰角，使两个十字叉尽可能重合。

将标定板水平放置，调整扫描距离后点击“标定”。

根据界面左上角的标定指示直到完成标定工作。

（2）标志点粘贴。

由于物品是空间曲面轮廓，不可能一次性扫描完毕，因此需要在待扫描物体上贴上标志点，借助标志点将当前扫描得到的点云数据与前一次扫描得到的点云数据进行拼接，最终完成整个物品的数据拼接。

标志点要尽量贴在工件的平面区域或曲率较小的曲面，且距离工件边界较远一些。

标志点不要贴在一条直线上，且一定避免对称粘贴。

公共标志点至少为4个，由于图像质量、拍摄角度等多方面原因，有些标志点不能正确识别，因而用尽可能多的标志点，一般5—7个为宜。

粘贴的标志点要保证扫描策略的顺利实施，并使标志点在长度、宽度、高度方向均应合理分布。

（3）扫描过程。

点击“新建工程”按钮，选择“拼接扫描”后确定，软件上出现了待扫描物品，尽可能地将“十”字光标对准零件的几何中心位置，然后点击“单帧扫描”完成物品数据的第一次获取，然后转动物品再次扫描，直到全部数据扫描完毕。

基于逆向工程的快速成型技术应用探讨作者：机电学院工业设计雾蒙蒙【摘要】本文主要介绍了逆向工程的快速成型技术应用流程，并重点对导流罩作为实物原形，分析了快速成型技术及快速制模在逆向工程中的应用，以及零件快速成型和模具加工制造等关键技术的研究与探讨。

【关键词】逆向工程导流罩模具加工制造质量评析逆向工程是对产品设计过程的一种描述。

在工程技术人员的一般概念中，产品设计过程是一个从设计到产品的过程，即设计人员首先在大脑中构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后在详细设计阶段完成各类数据模型，最终将这个模型转入到研发流程中，完成产品的整个设计研发周期。

这样的产品设计过程我们称为“正向设计”过程。

逆向工程产品设计可以认为是一个从产品到设计的过程。

简单地说，逆向工程产品设计就是根据已经存在的产品，反向推出产品设计数据（包括各类设计图或数据模型）的过程。

从这个意义上说，逆向工程在工业设计中的应用已经很久了。

比如早期的船舶工业中常用的船体放样设计就是逆向工程的很好实例。

随着计算机技术在各个领域的广泛应用，特别是软件开发技术的迅猛发展，基于某个软件，以反汇编阅读源码的方式去推断其数据结构、体系结构和程序设计信息成为软件逆向工程技术关注的主要对象。

软件逆向技术的目的是用来研究和学习先进的技术，特别是当手里没有合适的文档资料，而你又很需要实现某个软件的功能的时候。

也正因为这样，很多软件为了垄断技术，在软件安装之前，要求用户同意不去逆向研究。

逆向工程的实施过程是多领域、多学科的协同过程。

本文以导流罩作为实物原形，分析了快速成型技术及快速制模在逆向工程中的应用。

该项技术大大缩短了新产品的开发和上市周期，实现了产品质量和实际效益的双提高。

逆向工程又称为反求工程，通常用于仿制没有设计图样文件的产品，是对存在的实物模型进行测量，并根据测得的数据重构出数据模型，从而进行分析、修改、检验、加工，然后制造出产品的过程。

传统设计和制造是从图样到零件，而逆向工程的设计是从零件或实物原形到图样。

No2Apr第2期（总第225期）2021年4月机 械 工 程 与 自 动 化MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION文章编号= 1672-6413（2021）02-0052-03基于逆向工程的复杂工艺品设计及快速成型櫜夏会芳，汤剑，张琳琅，苏秀芝（武汉华夏理工学院智能制造学院，湖北武汉430223）摘要：为解决复杂工艺品的逆向建模及成型问题，以兵马俑人俑工艺品为例，应用三维激光扫描设备、Geomagic Wrap 软件、Geomagic Design X 软件、Geomagic Control X 软件和3D 打印技术进行逆向设计和快速成型，实现模型的快速复制，提高了复杂型面产品的开发能力，降低了产品的研发成本。

关键词：逆向工程；工艺品；快速成型中图分类号： TP3917 文献标识码： A0 引言1. 1 扫描前处理逆向工程（Reverse Engineering ）也称反求工程或 逆向设计，是将已有产品模型（实物模型）转化为工程 设计模型和概念模型，并在此基础上解剖、深化和再创 造的一系列分析方法和应用技术的组合［1］。

逆向工程的过程大致如下：首先由数据采集设备 获取样件表面数据，其次导入专门的数据处理软件或 带有数据处理的三维CAD 软件进行前处理，然后进 行曲面和三维实体重构，在计算机上复现实物样件，并 在此基础上进行修改和创新设计，最后对再设计的对 象进行实物制造。

其中从数据采集到CAD 模型的建 立是反求工程中的关键技术。

本文以兵马俑人俑工艺品为研究对象，利用逆向 工程技术对人俑模型进行逆向建模。

1人俑三维数据采集本次扫描选用日本柯尼卡美能达三维扫描仪 RANGE7对人俑模型进行数据采集。

柯尼卡美能达 三维扫描仪属于非接触式光学扫描仪，物体表面明暗 程度会影响扫描数据的质量，另外要获得物体表面完 整的数据，需多方位扫描［］。

所以扫描前处理主要是 表面处理、贴标记点。

《逆向工程与快速成型技术》课程标准一、基本信息1．课程地位：逆向工程与快速成型技术是“模具设计与制造专业”的一门专业选修课程，通过本课程学习，学生应掌握逆向工程的基本概念和技术体系，了解学科发展趋势；掌握面向实物样件的数字化、数据处理、模型重建与评价的基本理论与技术；培养学生建立面向机电产品的逆向工程方法论，初步掌握一种支持逆向工程的应用软件工具。

2．课程任务：本课程教学任务是使学生认识逆向工程与正向设计的关系，掌握逆向工程的设计思路；掌握几种快速原型制造工艺，具备面向实物样件的数字化、数据处理、模型重建与评价的基本理论与技术的能力。

3．课程衔接：《数控加工工艺与编程》、《UG设计基础》、《CAD制图》、《三维扫描与逆向建模》等课程。

三、课程目标本课程目的是使学生掌握逆向工程的基本概念和技术体系，了解学科发展趋势；掌握面向实物样件的数字化、数据处理、模型重建与评价的基本理论与技术；培养学生建立面向机械产品的逆向工程方法论，初步掌握一种支持逆向工程的应用软件工具。

四、课程理念1．课程设计原则：围绕专业知识、能力与素质矩阵，根据本课程教学内容，结合后续课程及工程技术岗位的需要，优化课程教学内容，分解课程知识与能力模块，以实施理论与实践双融合教学为理念，借助课堂精讲（或精品课程平台、工厂实际操作视频），完成课程理论知识的教学，以实验设计和生产问题解决形式（课内训练、课外作业）实现动手能力训练。

通过“教、学、做、评一体化”完成该课程教学。

2．课程内容结构：（1）课程项目学习安排：课内以项目讨论学习为主，过课堂教学和应用实践等多个环节，使学生掌握快速成型与快速制模的理论原理、技术方法和工程应用，为今后从事相关领域的科学技术研究，解决工程实际问题奠定坚实的基础。

通过实验，了解逆向工程中原始数据的采集方法和应注意的问题；掌握三维结构光扫描装置的基本操作和相关知识元；掌握Geomagic软件的基本操作。

了解快速成型的原理及其与传统加工工艺的区别；了解不同快速成型方式的优点、缺陷和应用范围。