rp-re-rt技术基础培训资料

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1、RE/RP/RT技术 基础培训,内容安排,技术及有关产业背景介绍 产品实际参观 销售及市场策略交流,RP/RE/RT技术,RP技术： Rapid Prototyping，快速成型技术 RE技术：Reverse Engineering，逆向工程（反求技术） RT技术：Rapid Tooling，快速模具技术,RP/RE/RT技术,RP技术,快速成型(Rapid Prototyping)技术是20世纪80年代末发展起来的一种新型数字制造工艺技术。与传统的切削加工不同，RP采用逐层材料累加法加工实体模型来，故也称为增材制造(Material Incress Manufacturing,MIM)或分层

2、制造技术(Layered Manufacturing Technonogy，LMT)。 RP技术是一种基于离散堆积成形思想，由CAD模型直接驱动，把零件的三维数字模型进行离散化，然后按照数字积分的思路进行逐层加工，以快速完成任意复杂形状三维实体零件的制作加工 利用RP技术，可在产品开发过程中快速得到产品原型/样机，以提供设计验证与功能验证，检验产品可制造性、可装配性；通过各种转换技术，还可将RP模型快速转换成各种模具，大幅度地缩短产品更新换代的周期。,RP技术的分类,LOM技术：切纸加工 FDM技术：熔融挤丝 SLS技术：粉末烧结 3DP技术：三维打印 SLA技术：立体光固化,SLA技术,SL

3、A是计算机技术、数控技术、材料科学、激光技术、机械工程技术集成的结晶。它具有如下特点： 设计可视化。成功地解决了三维造型“看得见，摸不着”的问题，其最大的特点是能以最快的速度将设计思想转变为具有一定结构功能的产品原型或直接制造零件，使设计模型从“看得见”(显示器)到“摸得着”(实物)，从而可以对产品设计进行快速评估、测试及功能试验，缩短产品开发的研制周期，减少开发费用，提高参与市场竞争的能力 成型全过程的快速性。从CAD设计到原型零件制成，一般只需几个小时至几十个小时，即可得到高精度高还原性的产品，远远超出了传统加工成形得到产品的速度,SLA技术,高度柔性，可以制造任意复杂形状的三维实体。若要

4、生产不同形状的零件模型，只需改变CAD模型，重新调整和设置参数即可。产品的造价几乎与产品批量、产品的复杂性无关 CAD模型直接驱动，设计制造高度一体化。由于快速成型技术采用了离散堆积的加工工艺，使CAD和CAM很好地结合在一起，真正实现了设计制造一体化 高度自动化。成型过程无需专用夹具或工具，工艺过程全自动，无需人员干预 高精度高还原性。制造误差达到0.1，能制作非常精细的细节、薄壁结构 加工的经济性（注意相对性）,SLA技术的应用方向,SLA技术的应用领域,RP技术在设计上的应用案例,产品概念设计&外观展示：概念产品、市场促销,RP技术在设计上的应用案例,结构设计：结构验证、装配验证，功能验

5、证,RP技术在设计上的应用案例,结构设计：结构验证、装配验证，功能验证,RP技术在设计上的应用案例,结构设计：结构验证、装配验证，功能验证,MD-90 操控模块 74个部件 运动和可维护验证分析,RP技术在设计上的应用案例,非工业领域：灯具,RP技术在设计上的应用案例,非工业领域： 游艇设计。实现模型尺寸和外观的高精度还原，并能精确表现游艇的内部复杂结构，为游艇外观和结构的前期研究提供直观依据,RP技术在设计上的应用案例,非工业领域： 建筑设计 成吉思汗后裔帐篷娱乐中心（Khan Shatyry Entertainment Center），这个工程位哈萨克斯坦的首都阿斯塔纳，是全球最大、透明的

6、帐篷型建筑物，从工程学角度看其主体结构是个难度极高的项目。 RP技术可以迅速还原设计意图，辅助完善初始设计的方案论证。,手工制作的设计模型：需要更多的人工和更长的时间来完成，且没有严格的几何精度，仅用于粗略表现,利用RP技术得到的精准建筑模型,RP技术在设计上的应用案例,非工业领域： 建筑设计 利用快速成型技术，甚至在一天内可以迅速输出得到多种负责结构的不同设计方案，从而可以加速初始方案的定型过程。,RP技术在医学上的应用案例,用快速成型方法制作单个病人骨骼结构的解剖模型已有近十年的历史。目前，RP已经运用于种植体原型、监视系统和很多其它医疗设备的原型的制作 运用生理数据的原型制作方法采用了S

7、LA等RP技术。这些模型向那些想不通过开刀就可观看病人骨结构的研究人员、种植体设计师和外科医生提供了帮助 这些技术在很多专科如颅外科、神经外科、口腔外科、整形外科和头颈外科等得到应用，帮助外科医生进行手术规划,RP技术在医学上的应用案例,医学领域： 牙基种植技术,RP技术在医学上的应用案例,医学领域： 牙基种植技术,RP技术在医学上的应用案例,医学领域： 牙基种植技术,牙模导板上装配的金属导筒，用于牙基种植导向,RP技术在医学上的应用案例,医学领域： 牙齿矫形,RP技术在医学上的应用案例,医学领域： 牙齿矫形 隐形牙套矫形： 矫形疗程通常以每两个星期为一个阶段，病人在每个阶段更换系列中不同的隐

8、形牙箍，牙齿便会逐毫米移动，直到达至理想的位置。,RP技术在医学上的应用案例,医学领域：心脏支架植入心室的模拟导航实验验证 心脏微创类手术，是支架从大腿静脉血管进入心脏的，必需进入心室内进行导航，可以准确对准患处，减少正常组织的损伤，提高手术成功率。,RP技术在医学上的应用案例,RE技术,逆向工程 当设计者的理念以粘土或木模表达或只有产品样件而没有设计蓝图或CAD模型等情况下，若要进行仿制或再设计，必须对实物进行三维数字化处理。将获得的三维离散数据作为初始素材，借助专用三维重构软件并结合通用CAD系统构造实物的CAD模型，在此基础上进行产品结构性能分析或利用各种先进制造方法制造出原型或产品。,

9、RE技术,3-Matic软件,RE技术,三维几何数据获取,数据处理/三维重构,重新获得产品,RE技术,逆向开发获取产品初始数模，并在此数模基础上进行数据的编辑、修改、处理，进行产品的仿制、改进和研发 产品检测快速获取制成品的数模，并返回与产品的CAD数据进行比对，以验证产品制成精度或形变误差,三维扫描分类,接触式点扫描：三坐标测量仪 非接触式线扫描：激光三维扫描仪 非接触式面扫描：结构光三维扫描仪,三维扫描分类,接触式点扫描：第一代的逆向扫描设备，点接触式，主要典型代表为三坐标测量仪（CMM） 三坐标测量仪是靠探针接触工件表面获取该点的空间坐标，通过这样逐点检测从而可最终得到工件的线或面构成。

10、 虽然三座标测量仪（CMM）也能获得物体的表面信息，但它在测量时需要接触被测物体的表面，所以不适合测量柔软，易碎物体，不能用在难于接触或不允许接触测量的场合。而且三座标测量仪比较笨重，不适合搬运到现场进行测量作业。因为它一次测量一个点，所以很难测量自由曲面。,三维扫描分类,接触式点扫描技术特点： 1. 测量精度高，可达到 一级 2. 一次测量一个点，速度和效率低；不适于测量复杂结构和曲面的工件，通常用于检测领域而非逆向工程 3. 测量方式固定笨重，不适于现场作业 4. 检测围受限制于三坐标测量仪自身的规格大小,三维扫描分类,非接触式线扫描：属于第二代的逆向扫描设备，主要典型代表为激光三维扫描仪

11、 激光扫描仪中又有点式（point type）和线式（ling type）系统。点式系统一次投射一个激光点在被扫物体上，它的优点是扫描分辨率较高，但缺点是扫描所需时间特别长。而线式系统一次投射一条激光线在被扫物体表面，它的扫描分辨率相对点式系统比较低，但扫描速度相对较快。 激光点式的设备外形和三坐标测量仪类似，也不是便携式的，运用不是很普遍，通常我们所说激光三维扫描仪是指线扫描方式。激光线扫描是通过激光线投射到工件上，并逐线扫描最终获取工 件整个表面的空间信息，因此速度上要大于点扫描方式。,三维扫描分类,非接触式面扫描：属于第三代的逆向扫描设备，主要典型代表为结构光三维扫描仪，也叫白光三维扫描

12、仪，如德国的Atos，联泰的3DSS 白光扫描仪结合了三角化（triangulation）和干涉（interference）原理，所以它的扫描精度也要优于激光扫描仪。白光扫描仪还有测量效率高、数据完整性好、适用范围广等诸多优点，如联泰科技的白光扫描仪，每幅扫描照片可获得工件表面4,000,000 个点的三维坐标，扫描精度达0. 03 m,3DSS三维扫描仪,扫描原理 采用一种结合结构光技术、相位测量技术、计算机视觉技术的复合三维非接触式测量技术。采用这种测量原理，使得对物体进行照相测量成为可能，所谓照相测量，就是类似于照相机对视野内的物体进行照相，不同的是照相机摄取的是物体的二维图象，而研制的

13、测量仪获得的是物体的三维信息。 测量时光栅投影装置投影数幅特定编码的结构光到待测物体上，成一定夹角的两个摄像头同步采得相应图象，然后对图象进行解码和相位计算，并利用匹配技术、三角形测量原理,解算出两个摄像机公共视区内像素点的三维坐标。,3DSS三维扫描仪,技术特点 1）扫描速度极快，数秒内可得到100多万点 2）一次得到一个面，测量点分布非常规则 3）精度高 4）单次测量范围大（激光扫描仪一般只能扫描50mm宽的狭窄范围） 5）便携，可搬到现场进行测量，对无法放到工作台上的较重、大型工件（如模具、浮雕等）可便捷的进行测量 6）具有自动参考点拼合功能，可对大型物体进行分块测量 7）大景深（激光扫

14、描仪的扫描深度一般只有100多毫米，而3DSS的扫描深度可达300500mm） 8）具有纹理输出,RE技术的应用方向,逆向工程（RE）/快速成型（RP） 扫描实物，建立CAD数据；或是扫描模型，建立用于检测部件表面的三维数据。 对于不能使用三维CAD数据的部件，建立数据。 竞争对手产品与自己产品的确认与比较，创建数据库。 使用由RP创建的真实模型，建立和完善产品设计。 有限元分析的数据捕捉。,RE技术的应用方向,电脑辅助测试(CAT)/电脑辅助工程(CAE) 生产线质量控制和产品元件的形状检测。例如：金属铸件与锻造，加工冲模和浇铸，塑料部件(压塑模，滚塑模，注塑模)，钢板冲压，木制品，复合及泡

15、沫产品,RE技术的应用方向,其它应用 文物的录入和电子展示 牙齿及畸齿矫正 人像三维数字化及运用，如：整容及上颌面手术 三维动漫产业：可对演员、立体卡通进行三维扫描，制作三维动画、特技等 文物三维数字化：文物是古人留下的宝贵遗产，具有不可再生性。“文物数字化”，顾名思义，就是使用数字化技术将文物、古迹的平面与立体信息，图像与符号信息、声音与颜色信息、文字与语义信息等等，表示成数字量，并方便的存储、再现和利用的技术。文物经过三维数字化建模后，对其研究、展示、修复、保护、存储具有非常重要的意义。,RE技术的应用案例,卡车头宽约2.1米,用3DSS_STD_II分块扫描，大约分成100部分，扫描时间

16、：1天 右图是卡车头拼合后的扫描点云数据,RE技术的应用案例,右车门板内饰扫描,RE技术的应用案例,实测汽车钣金点云的STL文件,扫描得到的点云与钣金件CAD数据的比对结果,RE技术的应用案例,汽车钣金扫描数据与CAD数据比对误差统计图,扫描数据与CAD数据比对误差表格统计,RE技术的应用案例,三维尺寸标注,二维尺寸标注,RE技术的应用案例,彩色点云扫描,RE技术的应用案例,高精度扫描获得的人脸、牙模、工艺品及鞋模数据,RE技术的应用案例,RE技术的应用案例,RE技术的应用案例,RE技术的应用案例,文物扫描： 苏州博物馆对旧馆进行全面改造，新馆将对馆藏的部分国宝级文物进行数字化。 右图并不是数码照片，而是文物的彩色三维扫描数据在Geomagic软件中的显示结果，纹理和色彩已经非常逼真。由于扫描后可以直接得到逼真的彩色纹理，这给下一步的三维动画设计、贴图处理及产品渲染能带来非常大的便利。,RE技术的应用案例,文物扫描： 苏州博物馆对旧馆进行全面改造，新馆将对馆藏的部分国宝级文物进行数字化。 右图并不是数码照片，而是文物的彩色三维扫