如今，产品设计在很大程度上是一项数字化工作。多年来，业内的作者和分析师一直撰写文章宣传无纸化设计，但实际上，虽然可以通过数字化方式测试、检查和验证设计方案，物理零件和原型仍然是大多数制造商要面对的现实。因此，从实物中获取数据，然后将这些数据反向输入到数字化模型中的过程，通常是设计周期的一个重要组成部分。 随着 3D CAD 系统的使用率不断提高，逆向工程已成为一种实用的工具，它可以创建现有物理零件的 3D 虚拟模型，然后，可以在 3D CAD、计算机辅助制造和其他计算机辅助工程应用程序中使用此模型。越来越多的制造商在其产品开发工作中增加了逆向工程环节，这部分是因为扫描仪和其他用于输入测量值的硬件已大幅降价。与此同时，硬件已变得更小和更容易使用。 软件同样变得更容易使用，而且转换和管理扫描的数据的过程也得以简化。逆向工程过程需要配合工作的硬件和软件；硬件用于测量物体，而软件将物体重建为 3D 模型。可以使用 3D 扫描技术测量实物，这些技术包括坐标测量机 (CMM)、激光扫描仪、结构化轻型数字转换器或计算断层照相法等。 让我们看看逆向工程技术取得的一些进展 - 从 3D 激光扫描仪到帮助转换扫描数据的软件。 扫描技术的新进展 越来越多的工程师使用激光扫描仪来帮助创建新产品的原型，并确保它们与原始的 CAD 设计一致。即使使用最新和最准确的方法制造出原型，通常仍需要对它们进行测量和依据 CAD 设计方案加以检查，以确保为客户提供高精度的产品。使用激光扫描仪可以更轻松地从实物中获取 3D 数据。新的 3D 激光视频扫描仪能够在每帧中捕捉一幅 3D 图像，然后自动将它们组合为一个网格。扫描过程能让用户深入全面地探查物体，同时不断全方位地录制其视频。基于视频的扫描仪的测量速度高达每秒 500,000 点（比激光扫描仪更快），并且能够扫描移动以及静止的物体。 由于它们便于携带，因此，可以将它们用于体育、医疗、计算机图形、建筑、原型设计和制造等用途。传统上，扫描仪需要进行多重设置，并需要使用固定位置的三脚架、机械手或外部定位设备（必须反复对准目标曲面）。新的手持式扫描仪可以实时将 3D 曲面数字化，并能以 24 位全彩色捕捉曲面信息，从而呈现出物体的完整图片，而不只是几何形状。这些手持式型号是在紧凑空间内扫描物体的理想之选。而且，它们在一个参照模型中捕捉数据，因此，用户无需花时间或冒着后处理出错的风险将多次扫描的结果合而为一。彩色 3D 数据能产生更逼真和包含丰富数据的可视化及概念模型，从而非常适用于产品设计和逆向工程。软件方面的进展 软件方面的多项改进也使逆向工程的过程变得更轻松和更快速。扫描实物将产生数据点云，它通常非常巨大。如果使用以前版本的逆向工程或点云处理软件，则用户要通过这些点云编织曲面，同时不断调整精度和拟合度。最终获得的是一个无特征、参数或智能的模型，它只是几何形状。如今，逆向工程软件比以往更易于使用，价格也更合理。它还更紧密地与 CAD 程序集成，因此，工程师可以通过其 CAD 软件访问最重要的特征。用户可以扫描物体，然后将扫描得到的数据导入到逆向工程软件中。 此软件处理 3D 点云数据，然后将其转换为模型（基于曲面的中性 CAD 模型）或可通过数字化方式模拟的网格。但是，如果需要进一步的优化，这些模型通常缺乏进一步改进和变更所需的智能或设计意图。获得更广泛采用的直接建模工具可以改变这种情况。直接建模功能可让设计师直接处理模型几何（无需考虑其历史记录），从而让他们更轻松地处理和调整使用扫描得到的数据创建的基于曲面的模型。 |
