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三 小兔子模型的逆向设计与打印

第二单元 逆向三维建模和打印实训 任务三 小兔子模型的 逆向设计与打印 任务描述 逆向设计，除了可以利用我们手中的智能手机或数码相机外，还可以采用三维光学扫描方式，来获取物体表面数据。本文通过小兔子模型的逆向设计来介绍使用三维光学扫描的逆向设计与打印，因为是个玩偶，外形光滑，但对其所重构模型的精度要求不高，因此逆向流程可定为:1.采集数据；2.点云数据处理；3.面片处理；4.3D打印 。 小兔子逆向数据的获取与处理 获取物体点云数据 利用三维扫描仪，对小兔子模型进行扫描。本例采用三维天下的3DD单目扫描仪进行扫描。 打开扫描仪，在电脑上打开WIN3DD客户端，新建工程。 按照标定步骤对扫描仪进行标定。如图所示，左上角提示标定步骤及图像参考。 小兔子逆向数据的获取与处理 对小兔子模型进行喷粉。 喷粉注意事项： 1.喷粉前清洗模型表面，晾干。 2.喷粉时需摇匀，与被喷物体保持150-300mm进行操作。 保持物体各表面的粉薄而匀。 3.喷粉后需要静止，等待物体表面粉干再进行操作。 想一想：什么类型的物体在扫描的时候需要喷粉呢？ ◇ 04贴标志点，在物体和转盘上均贴合理的标识点。 小兔子模型正面、背面都需要贴适量的标识点，选择一侧作为过渡， 贴标识点的结果如图所示： 小兔子逆向数据的获取与处理 贴标识点的注意事项： 1）标识点要尽量贴在工件的平面区域或曲率较小的曲面，且距离工件边界较远一些； 2）标识点不要贴在一条直线上，且尽量要不对称粘贴； 3）公共标识点至少为3个，由于图像质量、扫描角度等多方面原因，有些标识点不能正确识别，因而建议用尽可能多的标识点，一般5～7个为宜； 4）标识点应使相机在尽可能多的角度可以同时看到； 5）粘贴的标识点要保证扫描策略的顺利实施，并使标识点在长度、宽度、高度方向均应合理分布。 小兔子逆向数据的获取与处理 进行扫描，获取完整的小兔子点云数据。 1.调整扫描距离。 将被扫描工件放置在视场中央，“投射图像”中“投射十字”项，通过云台调整硬件系统的高度及俯仰角，使此十字与相机实时显示区的十字叉尽量重合，并且保证十字尽量在被扫描工件上。 小窍门：如果物体表面凸凹不平不容易观察，可以先用一张白纸来调节。 提示：扫描时如果使用转盘上的标识点作为过渡，就需要保证物体与转盘不能有任何相对位移，否则扫描点云就会错位。 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.调整物体的倾斜角度，在相机预览窗口观察，模型在相机预览窗口是完整的，进行扫描操作。 小兔子逆向数据的获取与处理 旋转角度，直至模型扫描完整， 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，然后进行打印。打开Geomagic Studio软件，导入小兔子模型点云数据，采样比率：100%；单位：mm。 点云处理 着色处理，结果如图所示。 点云处理 设置旋转中心。 右键弹出快捷菜单，选择“设置旋转中心”，点击模型的中心作为旋转中心。 删除大面积多余的点云。 沿着轮廓圈出模型的形状，右键选择“反转选区”，删除，结果如图所示。 点云处理 删除体外孤点，重复2～3次。 选择→体外孤点→敏感度100.0→应用→确定→删除。操作过程如图所示。 点云处理 断开组件连接，重复2～3次。分割：低，尺寸5.0。 选择→非链接项→分割“低”； 尺寸5.0→应用→确定→删除。操作过程如图2-3-9所示。 点云处理 删除多余的点云，需要多角度放大观察，如图所示。 点云处理 减少噪音。 设置参数为：平弧度水平：2或3；迭代次数：5；偏差限制0.5mm。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。 输入百分比→应用，观察模型如果没有明显的点稀疏状态，点击确定。 如果应用之后明显的看出模型的点变稀则需要增加百分比数值。如图所示。 点云处理 封装，点云→面片。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。 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）。 1.直接单个补洞，操作如图所示。 面片处理 删除部分区域，再进行补洞。部分洞口边缘不整齐，不能直接使用补洞命令，需要删除不整齐部分，然后再进行补洞。如图所示。 面片处理 修复多边形网格缺陷。使用网格医生来修复网格缺陷，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。 需注意选择范围尽量是同一曲率，如图所示。 面片处理 细节优化。 使用砂纸功能对细节进行优化，如图所示。 面片处理 雕刻 把耳朵和眼睛进行雕刻，显得更加突出，有立体感。 多边形→雕刻→雕刻刀→删除材质→设置宽度和偏移→雕刻图形→