3D设计与打印实训教程（机械制造）课件高三下机工社第二单元任务二 车床大滑板手轮逆向设计与打印

第二单元 逆向三维建模和打印实训 任务二 车床大滑板手轮 逆向设计与打印 任务描述 本节通过对车床大滑板手轮（文中简称手轮）的操作来介绍使用三维光学扫描的逆向设计与打印，由于手轮部分结构有尺寸要求，因此定制逆向设计流程为: 1.采集数据；2.点云数据处理；3.面片处理；4.逆向建模；5.3D打印 。 下面介绍利用Geomagic Design X软件对手轮的逆向设计与打印。 手轮逆向数据的获取与处理 获取零件点云数据 本例使用的是三维天下的单目扫描仪，对手轮进行扫描。手轮扫描的是正反两面，需要使用侧面作为过渡面，但是侧面尺寸较小，因此扫描时有一定的难度。 ◇ 01打开WIN3DD，新建工程。 ◇ 02按照标定步骤对扫描仪进行标定 手轮逆向数据的获取与处理 手轮是黑色的，如图所示，扫描时需要喷粉，喷粉翻面需要注意喷完一面后须静止，待表面干后，戴一次性手套进行翻面。 光栅图像的导入与调整 贴标识点，在手轮上均贴合理的标识点。 手轮扫描主要面为正反两面，需要使用侧面作为过渡面，因此本零件贴标识点时的思路为：通过正面的标识点扫描出侧面的标识点（至少3个），如图所示，再通过侧面的公共标识点扫描反面。 光栅图像的导入与调整 进行扫描，获取完整的手轮点云数据。 1.调整扫描距离及角度。 调整模型的角度，使得正面和侧面的标识点可以一次性扫描完整。 2.扫描操作按钮，系统将自动进行单帧扫描。扫描完毕后会在 “三维点云显示区”显示三维点云数据。 3.调整零件的倾斜角度，在相机预览窗口观察，当正面与侧面的标识点同时可以被相机拍到即可，如图所示。 光栅图像的导入与调整 每次旋转零件90°，完成正面、侧面和背面的扫描。 点云处理 点云处理的目的是将获取的点云数据转化为面片，为逆向建模做基础。打开Geomagic Studio软件，导入手轮点云数据，采样比率：100%；单位：mm，如图所示 点云处理 着色处理 设置旋转中心，便于操作 点云处理 删除多余的点云，多角度观察 删除体外孤点，重复2-3次 点云处理 断开组件连接，重复2-3次。分割：低，尺寸5.0。选出非连接部分，删除。 06减少噪音。 平弧度水平：2或3， 迭代次数：5， 偏差限制0.2mm，结果如图所示。 点云处理 减少点源。应注意曲率，根据实际情况是否需要使用。 封装，点云→面片，封装如图所示。 面片处理 封装后的模型数据转换为面片形式，但是不够光顺，需要进行面片处理，并输出*.stl格式。 修补模型，使其完整。 使用“全部填充”命令，填充完成后需要仔细观察修补情况，如果有修补异常的情况需要删除重新单个补洞（关闭选择背景模式），如图2-2-22所示。 面片处理 删除钉状物，如图所示。 面片处理 快速平滑处理（快速光顺），如图所示。 面片处理 修整模型缺陷去除特征。需注意选择范围，如图所示。 面片处理 细节优化砂纸。 如果表面不理想，或者个别细节不理想的，可以使用砂纸进行修改。 另存为“手轮”，文件类型：“*.stl” ，如图所示 。 逆向设计过程 导入模型。 选择菜单栏→插入→导入→选择文件“手轮.stl”→仅导入，如图所示。 逆向设计过程 模型对正。 参考平面和参考线的建立。 选择“领域组”命令→关闭“自动分割”对话框→左下角更改选择模式为“画笔选择模式”→在底平面选3-4个区域→插入新领域→选择最大外圆柱的3-4个区域（或者2个大区域）→插入新领域→选择模式更换为“矩形选择”→点击右下角“√”，操作过程如图所示。 逆向设计过程 选择“面片草图”命令→选择基准平面是“平面1” →拖动箭头找到合适的草图平面（如图所示）→隐藏面片→选择直线命令，在图中画出草图→点击右下角√，显示面片。 改变轮廓投影范围 逆向设计过程 手动对齐坐标系。选择“手动对齐”命令→下一阶段→位置选择平面1和线1→Z轴选择线1→Y轴选择草图1→选择右下角“√”，选择主视图，查看对齐结果→删除草图1，对齐步骤如图所示 逆向设计过程 生成主体特征。 选择“面片草图”命令→选择基准平面是“右” →隐藏面片→显示断面轮廓→选择“自动草图”命令→画出草图，并修改→做出旋转轴→点击右下角√→选择“回转”命令→轮廓为“草图环路1” →轴为“曲线1” →点击√。操作过程如图所示。 逆向设计过程 选择“面片草图”命令→选择基准平面是“前”→显示断面轮廓→选择“自动草图”命令→画出草图，并修改→点击右下角√→选择“拉伸”命令→轮廓为草图2 →运算结果为在“剪切” →点击√。操作过程如图所示 逆向设计过程 圆角1。 选择“圆角”命令→选择要倒圆角的边→由面片估算半径→调整半径值→点击√，如图所示 逆向设计过程 生成键槽。 键槽是此零件的关键尺寸，因此草图修改需要用游标卡尺测量后进行，键槽尺寸如所示。 选择“面片草图”命令→选