基于Geomagic Design X的工业产品逆向建模技术研究

汪 勇，王沙晶

（1.天水长城开关厂集团有限公司，甘肃 天水 741018;2.宝鸡市汽车产业发展促进中心，陕西 宝鸡 721000）

传统的工业产品造型设计常常采用正向设计，从最初的概念设计到CAD/CAM技术，最后通过数控编程加工或其他各种加工技术制造出新产品，是一个从无到有的过程。当今市场环境变化，工业产品更新换代加速，要求个性化小批量生产，对于外型特征相对复杂的产品，正向设计不再满足工程需求，涌现出了逆向工程、快速成形和快速模具等产品快速开发技术。其中，逆向工程［1-2］（Reverse Engineering，RE）的思想是逆向设计，是将产品或实物模型，通过数据采集，变换为三维CAD模型相关的数字化测量技术、几何模型重建技术［3-5］和产品制造技术的一种反求工程。简单来讲，逆向工程就是根据已有产品模型，反向推算获取其设计参数，再对已有产品做合理的改良优化，是一个“从实物到CAD模型，再到实物”的过程，能较好地缩短产品的开发周期［6］，广泛应用于家电、汽车、航空航天、生物医学、建筑、考古艺术和3D打印等领域。

逆向建模的最终目的是几何模型的准确重构，主要思路如图1所示，包括三维模型数据的采集，点云数据处理和特征曲面的重构。

图1 几何模型逆向建模思路

本论述以包含基础特征的规则模型为例，连接3D扫描仪，使用相关的三维测量技术获取曲面模型表面的点云数据；再导入到Geomagic Wrap软件进行点云数据处理，包含点云封装和多边形处理，得到STL格式的三角面片模型；最后，Geomagic Design X软件导入STL数据模型进行三维模型重构并做精确度分析。……