毕业设计 - 基于Geomagic studio的塑料玩具逆向设计 - 图文

摘要】

随着社会的不断发展，现如今正在处在第三次工业革命的阶段，逆向工程技术便是第三次工业革命的产物。本文针对灰太狼塑料玩具进行逆向设计，论述了逆向工程技术关键技术、玩具设计原则、Geomagic studio逆向设计软件等。详细阐述了灰太狼塑料玩具逆向设计过程，并运用快速打印技术完成了产品的成型。实践证明，运用逆向工程和快速打印技术，缩短了产品设计时间。

【关键词】：逆向工程；塑料玩具；快速打印；Geomagic studio

目录

引言 .................................................................... 3 一、逆向工程的基本概念 .................................................. 4 （一）逆向工程技术的定义.................................................. 4 （二）逆向工程的应用领域.................................................. 5 （三）逆向工程的关键技术.................................................. 6 （四）小结................................................................ 8 二、玩具设计的定位 ...................................................... 8 （一）玩具的发展历程以及发展趋势.......................................... 8 （二）玩具类型以及消费定位可行性分析...................................... 9 （三）小结............................................................... 10 三、逆向软件的介绍（Geomagic、UG） ..................................... 10 （一）Geomagic工作界面 .................................................. 10 （二）Geomagic模块简介 .................................................. 11 （三）Geomagic基本操作 .................................................. 11 （四）Geomagic的处理流程 ................................................ 12 （五）小结............................................................... 13 四、玩具逆向设计造型具体制作 ........................................... 13 （一）点云数据的采集..................................................... 13 （二）点云数据的编辑..................................................... 15 （三）玩具模型再现....................................................... 16 （四）灰太狼曲面修改..................................................... 17 （五）曲面成型........................................................... 19 （六）成型后曲面分析..................................................... 20 （七）小结............................................................... 20 五、逆向成型UG效果渲染呈现 ............................................ 20 六、灰太狼的快速打印与内部雕刻成型 ..................................... 22 （一）3D打印技术 ........................................................ 22 （二）灰太狼的快速成型................................................... 22 （三）激光内部雕刻....................................................... 23 总结 .................................................... 错误！未定义书签。 参考文献 ................................................ 错误！未定义书签。 谢辞 .................................................... 错误！未定义书签。

引言

随着社会的不断发展，现如今的社会正在处在第三次工业革命的阶段，逆向工程技术便是第三次工业革命的产物，欧美国家从1980年开始的许多学校以及工业界，已经开始着手研究逆向工程，初各个学术界的人们在1990年投入了大量的人力着手研发逆向工程，并且公布的研发的成果。

近年来，逆向工程在国内仍在研发和发展之中，台湾工研院曾写过一套关于逆向工程软件，学术界里不少的研究团队也将逆向工程作为研究主题，研发出了具不同功能的逆向系统软件，逆向工程，有的人也叫反求工程，英文是reverse engineering。

逆向工程，意思就是根据已有的设计师设计的油泥模型，通过分析从而推导出另外一个物体方法。逆向工程的出现实现了将实物模型数据转化成概念模型，然后进行设计，在原有的实物基础上对实物进行分析修改以及优化，从而成产出更好的产品。逆向工程软件通常用来处理和优化密集的点云从而生成规则的点云数据，然后把规则的点云应用于快速成型，或者是根据这些规则的点云构造出NURBS曲面以输入到CAD软件中进行后续的结构以及功能设计等工作。

在当今社会中仿制是产品发展的原动力，因此逆向工程变成了当今社会必不可少的技术，逆向工程能够把三坐标测量机、CNC机床、CAD/CAM/CAE等软件又好又高效地结合在一起，成为了当今产品研发和生产的一个高效和便捷的途径。

逆向工程不仅仅应用于产品的仿制，它也被应用于数学模型的还原以及再设计的优化等多项重任，实现了对现实产品进行改造，实现了产品在生产中的一种超越。为当今设会的发展带来了巨大的贡献。

伴随逆向技术同时发展的还有3D打印技术，又称快速成型技术，将逆向完成的模型利用3D打印机快速打印真实的3D模型，3D逆向的流程便是如此。

3

一、逆向工程的基本概念 （一）逆向工程技术的定义

逆向工程技术（reverse engineering）又称反求工程，它是将产品模型或实物油泥模型(如图1-1所示)转换为三维的点云数据的CAD数据模型，这种数字化技术的集合模型重建技术便是逆向工程技术的总称。将现有的实际产品转化为设计模型和概念模型，并在此基础上对现有产品进行解剖和在创造的过程。快速建立新产品的三维模型，大大的缩短了新产品研发的周期，提高了企业对新产品设计开发以及生产的效率，这便是逆向技术的特点。如图1-2所示。

图1-1油泥模型

图1-2 逆向工程流程图

4