《逆向工程與快速成型技術(shù)應用（第3版）》參考答案項目一（Reverse“”CAD“”。CAD模型產(chǎn)品概念設(shè)計產(chǎn)品功能描述反求CAD模型數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品/實物/模型正向CAD模型產(chǎn)品概念設(shè)計產(chǎn)品功能描述反求CAD模型數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品/實物/模型圖1-1正向設(shè)計與逆向設(shè)計工作流程)CADCAD）采用逆向工程技術(shù)的逆向設(shè)計與正向設(shè)計，見圖1-1。1-3實物樣件實物樣件數(shù)據(jù)掃描接觸式測量非接觸式測量專用逆向軟件：Imageware、Geomagic、RapidForm、Icem-Suf、數(shù)據(jù)處理三維模型重構(gòu)專用CAD/CAM軟件：Pro/ECimatron、I-Deas實物制造快速成型虛擬制造 模型后期制作2D圖紙CNC加工快速制造硅橡膠制模電弧噴涂快速制模環(huán)氧樹脂快速制模粉末金屬澆注金屬粉末激光燒結(jié)……模型展示光固化成型SLA分層實體制造LOM熔融沉積制造FDM選擇性激光燒結(jié)SLS三維噴涂粘結(jié)3DP……CT掃描儀光柵照相式三維掃描儀激光三維掃描儀柔性關(guān)節(jié)臂測量儀三坐標測量機圖1-3逆向工程工作流程及其系統(tǒng)框架項目二表面數(shù)據(jù)采集非接觸式接觸式光學式表面數(shù)據(jù)采集非接觸式接觸式光學式非光學式觸發(fā)式連續(xù)式三結(jié)激角構(gòu)光形光干計算機視圖測量法測量法層切法超聲波法涉MRICT圖2-1各種采集方法的分類MRICT（2）被測量物體表面的顏色、外形對測量均無重要影響，且觸發(fā)時死角較小，對光強無要求。（3）可直接測量圓、圓柱、圓錐、圓槽、球等幾何特征，數(shù)據(jù)可輸出到造型軟件后期處理（4）配合檢測軟件，可直接對一些尺寸和角度及形位公差進行評價。接觸式測量的缺點：（1）測量速度較慢，由于采用逐點測量，對于大型零件時間花費較長。（2）測頭與工件接觸會有摩擦，需要定期校準測頭。（3）測量時需要有夾具和定位基準，有些特殊零件需要專門設(shè)計夾具固定。（4）需要對測頭進行補償，由于測量時得到的不是接觸點的坐標值而是測頭球心的坐標值，因此需要通過軟件進行補償，會有一定的誤差。（5）在測量一些橡膠制品、油泥模型之類的產(chǎn)品時，測力會使被測物體表面發(fā)生變形從而產(chǎn)生誤差，另外對零件本身也有損害。（6）測頭觸發(fā)的延遲及慣性，會給測量帶來誤差。非接觸式掃描的優(yōu)點(1)無須進行測頭半徑補償。(2)測量速度快，不必逐點測量，測量面積大，數(shù)據(jù)較為完整。(3)可以直接測量材質(zhì)較軟以及不適合直接接觸測量的物體，如橡膠、紙制品、工藝品、文物等。非接觸式測量的缺點(1)大多數(shù)非接觸式光學測頭都是靠工件表面對光的反射接收數(shù)據(jù)的，因此對零件表面的反光程度、顏色等有較高要求，工件表面的明暗程度會影響測量的精度。(2)測量精度一般，特別是相對于接觸式測頭測量數(shù)據(jù)而言。(3)對于一些細節(jié)位置，如邊界、縫隙、曲率變化較大的曲面容易丟失數(shù)據(jù)。(4)陡峭面不易測量，激光無法照射到的地方便無法測量。(5)受境線雜影響故聲高噪信號處比困。2-3 在物體掃描前需做哪些前處理？答：（這里主要是指光學掃描）采用非接觸光學掃描儀掃描，物體表面明暗程度會影詳見書本p21.2-4 答：提高掃描數(shù)據(jù)的精度，可從以下幾個方面考慮：（1）做好掃描前處理，使掃描件符合要求。（2）要對掃描設(shè)備定期進行維護保養(yǎng)，并做好標定等準備工作。（3）在掃描過程中要保持燈光的穩(wěn)定、工作環(huán)境無噪音等。項目三?注冊——采樣——減少噪音——合并、封裝，進入多邊形階段。多邊形階段：填充孔——平滑——修補——邊界，然后進入精確曲面或參數(shù)化曲面階段。精確曲面階段：（1）自動構(gòu)建：精確曲面——自動曲面化。（2）手動構(gòu)建：精確曲面——輪廓線——曲面片——格柵——擬合。點階段中減少噪音時,?平滑級別如何設(shè)置?答：自由曲面參數(shù)，對應的是比較光滑的、無銳邊的模型。棱柱形參數(shù)對應的是有銳邊的、對細小特征有要求的模型。平滑級別的設(shè)置，以保留原模型特征，且能起到減噪的效果為原則。多邊形階段填充孔一般有幾種方法?每一種填充方法針對不同類型的孔,如何完成?答：填充孔有全部孔、部分孔、搭橋三種類型，可采用基于曲率、基于切線、平面三如果是填充全部孔的話，只需要用鼠標左鍵點擊要填充的區(qū)域即可；若填充部分孔，松弛操作可以使模型表面平滑,如何控制松弛參數(shù)以獲得效果比較好的多邊形模型?答：松弛多邊形操作的對話框如下，涉及到的參數(shù)有：（1）平滑級別：用于設(shè)置松弛之后多邊形表面的平滑程度,一般不可以調(diào)到最大值,以防止多邊形特征失真。（2）強度：設(shè)置松弛的程度。（3）曲率優(yōu)先:表示在松弛數(shù)據(jù)的過程中將首先考慮曲率的光滑過渡,在高曲率區(qū)域會盡可能保留較多的三角形。（4）固定邊界復選框：勾選該項,可使模型邊界不會發(fā)生較大的變形。在松弛多邊形的操作時，幾個參數(shù)的組合，以能保持模型原特征，防止多邊形特征失真為前提，使模型平滑。多邊形階段邊界處理對整個模型的質(zhì)量具有重要作用,如何設(shè)置各項參數(shù)得到理想的邊界部分或者全部邊界)?答：多邊形階段包含了創(chuàng)建、編輯邊界兩大功能。（1）編輯邊界：可對整個邊界和部分邊界進行處理。編輯時，可通過設(shè)置控制點、張力等參數(shù)來執(zhí)行編（2）松弛邊界：松弛邊界的操作與編輯邊界基本相同。銳化處理過程中,如何將抽取的輪廓線編輯成理想的銳化效果?,同時它的輪廓線也是平面、柱面進行進一步擬合的邊界線。其中曲線就??答：“用平面裁剪”對話框如下圖。它是通過選擇已有的參考平面或所構(gòu)建的特征平而“投影邊界到平面”則可以對整個邊界、部分邊界，通過定義平面、設(shè)置位置度，將邊界線投影到該平面上。一般情況下，用平面裁剪是刪除掉多余數(shù)據(jù)，而投影邊界到平面則是擴展模型，對原模型進行數(shù)據(jù)的補充。?GM?總之，遇到這種情況，一定要耐心、細心，也要有信心。??答：若在擬合曲面時出現(xiàn)較大的偏差，則需要刪除擬合曲面、然后對格柵進行編輯。移動面板處理時,?答：構(gòu)建格柵類型的曲面片需要滿足的條件是：由四個角點圍成的區(qū)域，其對邊的路徑相等。項目四?CAD形?？焖俪尚陀惺裁刺攸c?答：快速原型技術(shù)具有以下特點。（1）由CAD模型直接驅(qū)動CADCAM（2）制造任意復雜形狀的三維實體（3）具有高柔性CAD（4）材料適用性好（5）成型速度快快速原型技術(shù)是并行工程中進行復雜原型和零件制作的有效手段。從產(chǎn)品CAD設(shè)計到原型件的加工完成只需幾小時至幾十小時，比傳統(tǒng)的成型方法速度要快得多。CAD（6）良好的經(jīng)濟效益4-3所a）產(chǎn)品單價與復雜程度的關(guān)系b）產(chǎn)品單價與制造數(shù)量的關(guān)系圖4-3快速成型與傳統(tǒng)制造方法的產(chǎn)品單價比較（7）技術(shù)高集成化。CAD/CAM答：快速成型的工藝過程包括前處理、原型制造和后處理三個階段。CADCADCAD3D（CAD（2）STLSTLSTLCAD（3）STL文件處理。STL文件處理包括模型的檢驗與修復、確定模型的尺寸、位置和（4）切005mm0016m。間2)答：Medellin-Castillo等人提出了一種快速成型技術(shù)的新的分類方法（圖4-4）。就RP（開RP在現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計中，設(shè)計手段日趨先進，計算機輔助設(shè)計使得產(chǎn)品設(shè)計快捷、直觀，CAD項目五答：快速成型的三維模型數(shù)據(jù)來源主要有以下幾方面：（1）正向設(shè)計的三維CAD模型數(shù)據(jù)（2）逆向工程數(shù)據(jù)CAD模型。（3）醫(yī)學/體素數(shù)據(jù)（CT）（MRI）MimicsCTMRICADSTL答：STLCAD5-35-4STL文件格式的優(yōu)點主要有：（1)數(shù)據(jù)格式簡單，分層處理方便，與具體的CAD系統(tǒng)無關(guān)。（2)CAD（3)具有三維幾何信息，而且是用面片表示，可直接作為有限元分析的網(wǎng)格。（4)RPRP（1)STL模型只是三維模型的近似描述，造成了一定的精度損失。（2)不含CAD拓撲關(guān)系。將CAD模型轉(zhuǎn)換為STL模型后，丟失了零件材料、特征公差等屬性信息。 圖5-3STL模型 圖5-4三角面（3)STL（4)易產(chǎn)生重疊面、孔洞、法向量和交叉面等錯誤及缺陷。STL文件格式的優(yōu)點主要有：（1)數(shù)據(jù)格式簡單，分層處理方便，與具體的CAD系統(tǒng)無關(guān)。（2)CAD（3)具有三維幾何信息，而且是用面片表示，可直接作為有限元分析的網(wǎng)格。（4)RPRP（1)STL模型只是三維模型的近似描述，造成了一定的精度損失。（2)不含CAD拓撲關(guān)系。將CAD模型轉(zhuǎn)換為STL模型后，丟失了零件材料、特征公差等屬性信息。（3)STL（4)易產(chǎn)生重疊面、孔洞、法向量和交叉面等錯誤及缺陷。Gcode(1)支撐的強度和穩(wěn)定性。(2)支撐的加工時間。(3)支撐的可去除性。（）在確定成型方向放置模型時一般遵循如下的“一要二不要”原則：(1)(2)不要頭重腳輕。模型放置時，要盡量將體積大的一端朝下，避免頭重腳輕致使模型在打印過程中傾倒。(3)(1)(2)盡可能降低零件分層方向的高度，以減少零件的制作時間。(3)