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逆向工程的应用与意义

发布日期:2014-07-03  来源:百佳学习邦  作者:李勇  浏览次数:7622
核心提示:本章首先对逆向工程技术的基本概念进行了定义 ,然后介绍啊逆向工程中的主要技术,包括数据采集技术、数据处理技术和模型重构技术;阐述了逆向工程技术实施的软硬件条件;最后归纳了逆向工程技术性在各行业中的应用,并指出了应用和推广逆向工程技术的重要工程意义。
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一、逆向工程的应用
1、新产品开发
现在产品正朝着美观化、艺术化的方向发展,产品的工业美学设计逐渐纳入创新设计的范畴。为实现创新设计,可将工业设计和逆向工程结合起来共同开发新产品。首先由外形设计师使用油泥、木模或泡沫塑料做成产品的比例模型,从审美角度评价并确定产品的外形,然后通过逆向工程技术将其转化为CAD模型,这不仅可以充分利用CAD技术的优势,还大大加快了创新设计的实现过程。在航空业、汽车业、家用电器制造业以及某些玩具制造行业都得到不同程度的应用的推广。

2、产品的仿制和改型设计
在只有实物而缺乏相关技术资料如图纸或CAD模型的情况下,利用逆向工程技术进行数据测量和数据处理,重建与实物相符的CAD模型,并在此基础上进行后续的操作,如模型修改、零件设计、有限元分析、误差分析、数控加工指令生成等,最终实现产品的仿制和改进。该方法可广泛应用于摩托车、家用电器、玩具等等产品的外形的修复、改造和创新设计,提高了产品的市场竟争能力。
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3、快速模具制造
为了在激烈的市场竟争中生存和发展,模具制造引进了各种先进的设计技术。逆向工程技术在快速模具制造中的应用主要体现在两个方面:
a.以样本模具为对象,对已符合要求的模具进行测量,重建其CAD模型,并在此基础上生成模具加工程序。
b.以实物零件为对象,为了利用CAD技术来加工模具,首先要将实物转化为CAD模型,并在此基础上进行模具设计。

4、快速原型制造
快速原型制造简称RP,综合了机械、CAD、数控、激光以及材料科学等各种技术,已成为Proe新产品开发、设计和生产的有效手段,其制作过程是在CAD模型的直接驱动下进行的,逆向工程恰好可为其提供个游的CAD模型。两者相结合组成了产品测量、建模、修改、再测量的闭环系统,可实现设计过程的快速反复迭代。

5、产品的数字化检测
这是逆向工程一个新的发展方向。对加工后的零件进行扫描测量,获得产品实物的数字化模型,并将该模型与原始设计的几何模型在计算机上进行数据比较,可以有效检测制造误差,提高检测精度。另外,能过CT扫描技术,还可以对产品进行内部结构诊断及量化分析等。从而实现无损检测。

6、医学领域断层扫描
先进的医学断层扫描仪器,如CT等能够为医学研究与诊断提供高质量的断层扫描信息,为人体器官的CAD建模提供了良好的条件。在反求人体器官CAD模型的基础上,利用快速成形技术可以快速、准确地制造硬组织器官替代物、体外构建软组织或器官应用的三维骨架以及器官模型,为组织工程进入定制阶段奠定基础,同时也为疾病医治提供辅助手段。

7、服装、头盔等的设计制造
根据个人形体的差异,采用先进的扫描设备和曲面重构软件,快速建立人体的数字经模型,从而设计制造出头盔、鞋、服装等产品,并使人们在互联网上就能定制自己所需要产品。同样,在航空领域、宇航服装的制作要求非常高,需根据不同体形特征,逆向工程中参数化特征建模为实现批量的定制头盔和衣服的制作提供了新思路。

8、艺术品、考古文物等的复制
应用逆向工程技术,还可以对工艺品、文物等进行复制,可以方便地生成基于实物模型的计算机动画、虚拟场景等。

二、逆向工程的意义
逆向工程作为吸收和消化现有技术的一种先进设计理念,其意义不仅仅是仿制,应该从原型复制走向再设计。以现有产品为原型,对逆向工程所建立的CAD模型进行改进得到新的产品模型,实现产品的创新设计。CAD模型是实现创新设计的基础,还原实物样件的设计意图,注重重建模型的丙设计能力是当前曲程CAD建模研究的重点。三维重建只是实现产品创新的基础,再的思想应始终贯穿于逆向工程的整个过程,将逆向工程的各个环节有机结合起来,集成CAD、RP等先进技术,使之成为相互影响和制约的有机整体,从而形成以逆向工程技术为中心的产品开发体系。
逆向工程是一门开拓性、综合性、实用性较强的技术,属于新兴的交叉学科分支。逆向工程的重大意义在于:逆向工程不是简单的把原有物体还原,它还要在还原的基础上进行二次创新。所以逆向工程作为一种新的创新技术性现已广泛应用于工业领域并取得了重大的经济和社会效益。
我国是最大的发展中国家,消化、吸收国外先进产品技术并进行改进是重要的产品设计手段。逆向工程技术为产品的改进设计提供了方便、快捷的工具,它借助于先进的技术开发手段,在已有产品基础上设计新产品,缩短开发周期,可以使小企业适应小批量、多品种的生产要求,从而使企业在激烈的市场竟争中处于有利的地位。逆向工程技术的应用对我国企业缩短与发达国家的差距具有特别监理要的意义。

小结:
本章首先对逆向工程技术的基本概念进行了定义 ,然后介绍啊逆向工程中的主要技术,包括数据采集技术、数据处理技术和模型重构技术;阐述了逆向工程技术实施的软硬件条件;最后归纳了逆向工程技术性在各行业中的应用,并指出了应用和推广逆向工程技术的重要工程意义。

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