基于Geomagic Design X的螺旋桨逆向建模

摘 要：本文阐述了逆向建模技术在螺旋桨三维模型重构上的应用。通过对螺旋桨的三维扫描生成原始点云数据，利用Geomagic Wrap 进行点云数据的前处理，重点论述了基于 Geomagic Design X软件中的境界拟合、回转实体、面片拟合功能，完成了螺旋桨三维模型的重构任务。同时可以看出，逆向建模技术针对复杂曲面的产品与零件具有重构精度高、设计周期短的特点，该方法也为今后的产品结构优化、创新设计提供了方法和依据。

关键词：Geomagic Design X;螺旋桨;逆向建模;桨叶;境界拟合

前言

逆向建模技术，也称为反求技术，主要是通过数字化技术、几何模型重构技术将产品实物转变为CAD模型，进行结构优化，创新设计，最后制造出新产品的过程[1]。

螺旋桨作为轮船的动力推进装置，而螺旋桨的桨叶很大程度上影响了轮船的推力，桨叶模型是不规则的曲面结构，设计时需要选择螺距比、后倾角、厚度、截面半径等参数，只有经过精确的计算、测量、反复实验才能保证螺旋桨模型的精度[2]。为了缩短产品的设计周期，降低投入成本，可以采用逆向建模技术，使用扫描仪采集实物数据和Geomagic Design X软件逆向建模技术，从而完成螺旋桨三维模型的重构任务。

1 点云数据采集与前处理

本文采用非接触式双目三维扫描仪，它是基于红外光栅深度成像原理，能够完成数据模型的自动拼接，主要步骤包括：扫描仪标定、喷涂显像剂、制定扫描策略、扫描处理等，最后将点云数据保存为.asc文件。

由于扫描过程中会受到光照、场地环境和振动等因素的影响，得到的点云数据会有大量的冗余和噪点。……