基于STL模型的逆向工程实体建模技术
(新)基于STL模型的逆向工程实体建模技术_
基于STL模型的逆向工程实体建模技术内容摘要:摘要：针对以STL数据表示的零件模型，在分析结构件模型几何特点的基础上，提出了一种以几何体素分离与拓扑关系重建为基础的STL模型逆向工程实体建模技术。
通过对三角面片的合并实现平面、柱面、锥面等基本几何体素的分离，并利用Parasolid系统完成体素重构，进一步提取几何体素之间的布尔关系，从而实现含拓扑关系的产品模型重构。
利用这一方法，可以实现RE/RP系统与通用CAD系统之间的快速集成，实现产品数据在不同系统之间顺畅传递。
模型重建1逆向工程CAD技术与STL模型逆向工程CAD技术一般以数字化测量设备的输出数据为原始信息来源[1]。
摘要：针对以STL数据表示的零件模型，在分析结构件模型几何特点的基础上，提出了一种以几何体素分离与拓扑关系重建为基础的STL模型逆向工程实体建模技术。
通过对三角面片的合并实现平面、柱面、锥面等基本几何体素的分离，并利用Parasolid系统完成体素重构，进一步提取几何体素之间的布尔关系，从而实现含拓扑关系的产品模型重构。
利用这一方法，可以实现RE/RP 系统与通用CAD系统之间的快速集成，实现产品数据在不同系统之间顺畅传递。
关键词：STL；逆向工程；实体建模；模型重建1逆向工程CAD技术与STL模型逆向工程CAD技术一般以数字化测量设备的输出数据为原始信息来源[1]。
由于测量方式的不同，数字化测量设备可以分为接触式和非接触式。
随着测量技术的发展，不论何种测量方式，产生的测量数据都是非常多的，尤其是非接触式的激光测量，可以产生几十万甚至上百万测量点的测量数据。
我们将这种数据称为“点云”数据。
一般来说，数字化测量设备都带有数据处理软件。
这个软件的主要功能是对测量设备输出的数据进行初步处理，如去除明显噪声点、多块数据拼合、数据格式转换等。
一般的测量设备除了按照自定义格式输出数据外，都提供IGES格式的数据输出。
随着软件功能的加强，目前很多测量设备可以在输出测量数据的同时输出三角网格数据(即经过三角化以后的数据)或者STL格式数据。
《逆向工程及3D打印技术》课程标准(机制)
课程目标
知识 目标
1）了解 3D 打印技术的基本种类、材料，应用等； 2）认识正向设计与逆向设计区别； 3）掌握 3D 打印技术的三维数据模型转换种类； 4）掌握逆向工程技术的基本概念、发展以及应用； 5）掌握逆向工程软件 Geomagic Design X 的使用方法
能力 目标
1）三维数据模型的创建、获取以及转换 2）Geomagic Design X 软件的点云与面片处理 3）Geomagic Design X 软件的逆向实体造型 4）Geomagic Design X 软件的逆向曲面造型 5）正逆向软件综合应用
2、考核方式：综合成绩（100 分）=40% 期末成绩+60% 平时成绩。
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核心内容：
1）叶轮模型的三维重构
2）轮毂模型的三维重构综
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综合案例应用 要求:综合应用实体建模、曲面建模以及建模特征
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等。
核心内容：
以具体项目式工作要求为准，综合测验学生对逆向
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综合测验
工程以及 3D 打印技术的应用。
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要求：根据题目要求完成最终数据设计以及出图。
合计
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《逆向工程与 3D 打印技术》课程标准
基于 Geomagic 1）拉伸、旋转建模精灵的建模
2）放样、导动建模精灵的建模
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Design X 软件的 3）建模精灵的综合建模
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建模精灵 要求：能够根据三维面片模型判断使用合适的建模
精灵
核心内容：
1）建模特征倒角、圆角、拔模、押出成型应用
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建模特征应用 2）阵列、旋转、移动等命令使用
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பைடு நூலகம்
要求：熟练掌握建模过程中小细节，小特征的应用。
模具设计制造中逆向工程技术的应用
模具设计制造中逆向工程技术的应用摘要：模具市长/市场竞争越来越激烈，新产品层出不穷，技术水平不断提高。
模具企业不仅要快速开发产品，还要进行创新设计。
逆向工程具有快速、高效、高质量开发新产品的优点，广泛应用于模具设计和生产，具有广阔的发展前景。
关键词：模具设计制造；逆向工程技术；应用引言逆向工程(ReverseEngineering，Re)(也称为逆向工程)是基于现有产品模型逆向启动产品设计数据、通过测量设备获取产品的3D数据、重复使用逆向软件重建产品的3D模型的技术。
立体成像(SL)是以液体光敏树脂为材料的三维打印技术之一，打印时在紫外激光扫描光敏树脂表面、扫描区域进行光聚合固化，成为零件截面的薄层，固化逆向工程在模具、汽车、航空等领域有很好的应用前景，结合三维打印技术很好。
1.逆向工程技术在人们生活水平不断提高的过程中，现代技术产品的换代越来越快，产品功能呈现出多种发展趋势。
模具制造要快，质量好，更新快。
传统模具制造不能满足客户需求，采用现代模具制造技术加工，通过三维反扫描技术可以有效满足现代工业生产的实际需求。
逆向工程又称逆向工程、逆向工程等。
通过工程塑料零件的物理基础，三维扫描技术，获取三维点云数据信息，利用逆向工程软件进行模型处理和设计，获取工程塑料零件的各种模型参数信息。
2.逆向工程技术的分类逆向工程技术可根据请求的数据分为几何逆向材料、工艺逆向材料和逆向材料。
几何反演是根据实际样本几何截面的数字化信息对样本CAd模型进行反演。
使用三维扫描仪专业准确地扫描物理对象，处理收集的产品的三维数据，在软件中实现可重构的CAD数据模型，获得样品的三维实体模型。
3D实体模型可让您生产产品或模具、对原始产品进行不同程度的修改以及模拟。
工艺逆向和材料的逆向反应是对制造工艺和产品使用过程的推理，得出实用的产品制造方法。
3.模具设计制造中逆向工程技术的应用流程3.1数据测量与采集测量和数据采集是防塑料模具设计的第一步，基于测量过程中侧头是否与工件接触，目前接触模具的测量精度高，对工件的表面光和颜色没有特殊要求，但在测量过程中必须严格控制测量速度，以免损坏侧头。
ug逆向设计之stl文件建模造型技巧及思路
ug逆向设计之stl文件建模造型技巧及思路全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：UG逆向设计是一种利用UG软件将实物模型转化为数字模型的过程。
在这个过程中，STL文件建模是一种常用的技术手段。
STL文件是指“Stereolithography”（立体光刻）的缩写，它是一种用于制造3D 打印零件的标准文件格式。
在逆向设计中，通过将实物模型进行扫描、建模、分析等步骤，最终可以得到一个符合设计要求的数字模型。
接下来，我们将介绍一些关于UG逆向设计中STL文件建模的技巧和思路。
一、扫描实物模型在进行UG逆向设计之前，首先需要将实物模型进行扫描。
扫描可以利用3D扫描仪进行，也可以通过拍摄照片后进行后期处理。
扫描后得到的文件通常是点云数据或三维网格数据。
在使用UG软件进行建模之前，需要对扫描到的点云数据进行处理，将其转换为STL文件格式，这样才能进行后续的建模工作。
二、建立STL模型在UG软件中，建立STL模型通常需要进行以下几个步骤：1.导入STL文件：在UG软件中打开“文件”菜单，选择“导入”，然后选择扫描到的STL文件进行导入。
导入后软件会自动将STL文件转换为三维模型显示在界面上。
2.修复模型：在导入STL文件后，通常会出现一些模型不完整、缺失、过于复杂等问题。
这时需要对模型进行修复。
可以使用UG软件提供的修复工具，也可以手动修复模型。
3.模型切割：有些模型可能太大或者太复杂，需要进行切割。
UG软件提供了切割工具，可以根据需要将模型切割成较小的部分进行处理。
4.模型优化：建立STL模型之后，可能需要对模型进行优化。
例如去除多余的细节、调整模型形状等。
通过以上步骤，就可以建立一个满足设计要求的STL模型。
在建模过程中，需要不断调整和优化，直到达到最佳效果。
三、思路和技巧进行UG逆向设计时，需要注意以下几点：1.选择合适的扫描工具和软件：在进行实物模型扫描时，选择合适的扫描工具和软件非常重要。
不同的扫描工具和软件有不同的精度和适用范围，需要根据具体情况选择。
基于STL模型的逆向工程实体建模技术
原来 STL 模型上所有的平面都被提取出来了, 而
Байду номын сангаас
诸如圆角、圆柱面、圆锥面等二次曲面部分则还保
留着三角形描述。图 1c 是体素分离以后的 STL 模
型 (成为 4 个独立的几何体素)。对于这些独立体
素, 我们需要将其中规则几何体重新利用参数化
方法重构, 这样才能使最终重建模型成为一个参
数化的、有一定拓扑关系的实体模型。
(3) 其它二次曲面体素重建 在完成平面、
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圆柱面、圆台、圆锥面的提取后, 利用剩下的尚未 识别的三角形数据构造逼近曲面, 并通过逼近曲 面识别出这些三角形是否为球面、抛物面等二次 曲面, 并提取二次曲面相关参数。有关通过逼近曲 面识别球面、抛物面、旋转面等的算法很多[5, 6]。根 据计算出的曲面类型和参数, 利用现有几何造型 软件 (如 Pa raSo lid) 可直接构造出几何体。 2. 4 基本拓扑结构重建
平面是最简单的几何元素。根据平面特性, 我 们可以得到平面边界提取准则: 如果具有相邻边 的两三角形法矢平行, 则这两个三角形构成一个 平面。以此外推, 所有与该平面具有相邻边且法矢 平行的三角形都属于该平面。
平面识别过程是一个递归循环: 设任一三角 形为“种子”三角形, 其法矢为 N 0。N i 为与“种子” 三角形有相邻边的三角形的法矢, 计算 N 0、N i 的
三角形拓扑关系的建立不但精简了 STL 模 型数据, 而且是后序几何体素分离的基础。 2. 2 STL 模型几何体素分离
由于 STL 模型是由三角形集合构成的, 因此 直接利用三角形数据无法将不同的几何体素互相 分离。如果将描述模型平面部分的三角形合并, 然 后提取出平面的边界, 利用边界就可以将不同的 几何体素区分开来。
Geomagic for SolidWorks逆向工程韩国实例教程
Geomagic for SolidWorks逆向工程韩国实例教程扫描数据后自动编辑逆向设计新品Geomagic for SolidWorks软件能直接在SolidWorks环境中快速、精确地处理三维扫描数据。
此案例中扫描数据后，用Geomagic for SolidWorks编辑，再导入传统CAD中。
我们来一起详细了解一下操作过程。
首先，启动Geomagic for SolidWorks软件，如下图底部最右侧显示。
点击Import（输入）按钮，从已保存的扫描数据中选择文件。
文件可能的扩展名如下：二进制格式：g3d, obj, ply, stl点云数据格式：asc, scn, vtn网格文件：3pi, sc, btx, gpd, ptx下面的扫描文件图是STL格式点击Edges（边界）按钮修改模型。
出现如下所示三角网格图。
下图可以有力证明此图是由无数三角面片组合而成的。
该模型有扫描时带有的一些不必要元素，需要修改一下。
在特征树管理面板选择Edit Feature（编辑特征），并执行。
点击鼠标右键，就像选择图像一样选择不必要的部分。
点击键盘Delete（删除）按钮，相应部分就没了。
再点击Fill Holes（穴填补）功能，并执行。
抹掉的部分如需更多选择，可像下面图像一样，用穴填补功能实现。
最后，点击Repair(修复)功能及时修复错误。
此模型是由三角面片组成，用manifold（开流形）编辑工具查找错误（扭曲或交叉），修改模型表面。
模型做好后用AutoSurface（自动曲面）功能，自动创建NURBS曲面。
点击OK按钮，在第一个参数框里选择“有机”这个指令，将整个模型生成一些并不规则的网格曲面。
所有过程都通过Auto Surface（自动曲面）功能实现。
下图是生成的结果。
使用模型树来隐藏实体。
隐藏实体后显示如下图所示，并确认。
调整和偏差检测，通常计算一下，获得的结果会更好。
此外，用铸造体功能创建如下图所示的四方体铸造模型。
基于3D打印技术与逆向工程建模的实验教学
Interna l Combustion Engine &Parts 0引言3D 打印技术在当今的制造领域掀起了一股热潮，有取代当今加工工艺的趋势，3D 打印技术的发展大幅降低制造成本，引起社会广泛关注，其发展势头不可挡；随着工业技术的发展针对提高产品的开发速度而提出的虚拟制造、逆向工程等先进制造技术，逐渐代替传统的生产模式。
鉴于如此，基于3D 打印技术与逆向工程建模的实验教学将成为培养学生提高制造技术的实践能力和学生适应先进的现代化设计技术的重要方式与手段。
本实验教学主要采用的是由华中科技大学自主研发的面结构光PowerScan 三维扫描仪对零件实物进行扫描，再通过Geomagic Control 软件进行逆向建模从而实现模型构建，最后通过3D 打印技术实现零件实物的快速成型。
通过本实验教学，对于学生掌握3D 打印快速成型技术与逆向工程建模技术，提高学生对现代化设计及制造技术的认知具有积极的作用。
1基于3D 打印技术的快速成型1.13D 打印原理3D 打印技术也称之为增材制造技术，目前比较成熟的3D 打印技术主要有SLA/SLS/FDM/EBM/LOM 等，本实验教学中采用的是FDM 熔丝沉积制造（Fused Deposition Modeling ）3D 打印原理，该技术利用电加热将材料融化成丝状，再由机械结构控制三轴移动熔丝，逐层的堆积形成三维实体。
首先将材料制成丝状，再通过机械结构将丝送进喷头，喷头加热丝融化，喷头在机械结构的控制下零件的轮廓进行填充，丝从喷头寄出并迅速固话与周围材料粘接一起，经过层层堆积最终形成零件模型。
其设备如图1所示。
1.23D 打印快速成型3D 打印成型的过程主要有建模、切片分层、成型、后处理四个部分，建模首先在三维软件（Proe 、solidworks ）中进行建模或者进过三维扫描逆向建模，并将其转化为STL 的格式文件，对应的模型输入电脑后进行切片分层处理，切片软件使用的CURA 软件，对模型的比例大小、放置方向、切片厚度等参数设置，本实验3D 打印机的最小厚度0.1mm ，切片分层后的模型显示如图2所示，此环节非常重要，分层处理后将数据输入3D 打印机中，由打印机机械机构部分完成逐层堆积成型，最后根据模型要求进行后处理。
浅谈基于逆向工程技术的数字化建模能力培养
浅谈基于逆向工程技术的数字化建模能力培养摘要:本文阐述了基于逆向工程技术的数字化模型制作过程,通过引导学生分析目标产品具有的不同特征,培养学生运用CAD软件的进行数字化建模的能力,提高学生应用数字化建模技术的综合素质。
关键词:逆向工程数字化建模1引言基于各种CAD软件(下文以UG NX6.0为例)的数字化建模技术,是逆向工程技术的一个重要组成部分。
随着逆向工程技术的成熟与发展,数字化建模技术已被广泛应用于产品开发、方案评审、自动化加工及管理维护等各个方面。
数字化模型制作(图1.1)是我校逆向工程实训项目之一,通过引导学生将目标产品数字化,并重新构造三维CAD模型的过程,培养学生数字化建模能力。
2数字化模型制作在数字化模型制作过程中,我们将目标产品的实物与数字化模型进行对比,使学生对各种特征及软件命令有更为直观的理解。
同时我们对UG NX6.0软件各个特征模块的教学点、重点及难点进行归纳和类比,引导学生分析目标产品,发散拓扑分解的思维,进一步加强学生的数字化建模能力。
下面将以两个目标产品为例子,阐述其数字化模型的制作过程。
3电池盒——基本特征组合体项目基本特征是组成数字化模型的基本元素,在构造任何一个数字化模型时,都需要从构建基本特征开始。
UG NX6.0软件建模模块的基本特征主要包括基准特征、体素特征、扫描特征、设计特征、细节特征和其他特征等几大类,每类基本特征又包含各种不同的命令。
学生通过对应软件课程的学习,大部分可以掌握各种命令的使用方法。
但是,在将目标产品原型数字化时,却往往觉得事倍功半,采集的点数据不能有效地帮助自己构建产品的基本特征。
因此,在目标产品电池盒(图3.1)的数字化模型制作过程中,我们首先引导学生分析构建基本特征的软件命令参数(图3.2),并以此为依据合理地采集点数据,迅速、正确地通过构建基本特征,完成数字化模型的制作。
电池盒包括上盖与下座两部分,其数字化模型制作过程大致如下:1.确定电池盒的拔模方向与分型线。