逆向工程是一種從物理零件創(chuàng)建數字設計的強大方法，并且可以與 3D 掃描和 3D打印等技術一起成為原型設計工具包中的寶貴工具。

3D 掃描儀可以非?？焖俚販y量復雜的物體，并且在涉及現實生活參考時可以極大地加快您的設計工作流程。憑借捕捉和修改物理形狀的能力，你可以設計出完美適合各種現有產品的 3D 打印零件。 3D打印夾具可讓您重復定位鉆頭或鋸子，或使用粘合劑精 確組裝零件。 制作用于噴砂、噴漆或蝕刻的貼身、可重復使用的面罩。

在這篇文章中，我們將逐步介紹后裝數字儀表的逆向工程流程，并解釋如何掃描零件進行 3D 打印，并提供使用 CAD軟件中正確逆向工程工具的提示 到 3D 掃描儀和 3D 打印機。

1、從物理到數字：網格和實體

人們在將物理對象轉換為數字對象時遇到的z大挑戰(zhàn)之一是兩種不同類型的 3D 模型（網格和實體）之間的主要不兼容性。

網格是所有 3D 掃描儀的主要輸出，也是 3D 打印機 (STL) 普遍理解的格式。 網格表示具有大量邊與邊相連的三角形的形狀的表面。除了定義形狀的三角形的位置之外，網格模型不包含有關對象的任何信息。

另一方面，工程師接受過使用實體模型的培訓。實體模型保存有關如何設計對象的信息，并且該信息作為邏輯步驟“堆?！敝械奶卣黠@式編碼到模型中。 在實體 CAD中，可以更改單個特征的尺寸，并且模型的其余部分將更新以適應更改。

由于網格缺乏有關對象構造的信息，因此更改網格模型的方式受到限制 - Solidworks 和 Onshape 等 CAD軟件無法直接修改網格。 如果你需要對掃描零件的基礎設計進行重大修改，則需要將網格轉換為實體 CAD 繪圖：此過程是逆向工程。

2、逆向工程工作流程

當你想要創(chuàng)建引用或合并舊設計的新零件（而原始 CAD 設計無法訪問）時，逆向工程非常重要。

例如，你可以創(chuàng)建與損壞的現有零件的原始設計相匹配的替換零件，或者使用逆向工程流程將現有對象的復雜表面集成到可 3D打印的夾具中，這在修改批量制造和手工制作的產品時非常有用。

為了演示逆向工程工作流程的基本步驟，讓我們看一下為安裝在大眾高爾夫通風口上的后裝數字儀表創(chuàng)建裝配夾具的過程。

2.1 準備掃描對象

在物體上噴涂臨時啞光粉末，以提高掃描精度。即使是稍微有光澤的表面也會降低掃描質量，而如果沒有啞光涂層，則根本無法掃描反射和透明表面。

2.2 3D 掃描物體

使用高精度 3D 掃描儀捕獲零件的重要部分。 桌面結構光或激光掃描儀是完成這項工作的正確工具，精度可達 ±100 或更高。

2.3 細化網格

一些掃描儀會生成非常大的網格文件，這將使后續(xù)步驟陷入停滯。

掃描儀軟件可修復小間隙并簡化掃描，使數據在 CAD 中更易于管理。 嘗試在不破壞重要細節(jié)的情況下盡可能縮小模型。

2.4 將網格導入 CAD

將網格導入配備逆向工程工具的 CAD 軟件中。 Geomagic for Solidworks是重鋪復雜有機形狀表面的強大選擇。

如果你對具有更簡單平面的零件進行逆向工程，Xtract3D 是一種更便宜、重量輕的替代方案。

在此步驟中，移動并旋轉掃描網格，使其與任何現有設計組件對齊。

2.5 提取重要表面

提取掃描形狀以創(chuàng)建可使用 CAD 工具編輯的實體模型有三種途徑：半自動曲面設計、自動曲面設計和手動重繪。

復雜曲面手工繪制比較困難，因此可以選擇使用半自動曲面繪制。 此函數生成適合掃描檢測區(qū)域的表面。通過改變表面檢測功能的靈敏度，將發(fā)現不同的表面。

你可能需要使用不同的靈敏度設置重復此過程多次才能檢測所有表面。 然后可以修剪這些表面并將其編織在一起以創(chuàng)建可編輯的實體。

當稍后需要z大程度的可編輯性并且銳邊精度很重要時，可以使用半自動曲面設計來重新創(chuàng)建彎曲形狀。

自動曲面設計可通過任何防水掃描生成實體模型。 你可以使用標準 CAD工具對這個自動曲面實體進行減去和添加，但在實體本身上移動基本特征會更加困難。

你可能不需要控制邊緣放置。例如，如果正在掃描人體的一部分以創(chuàng)建定制的符合人體工程學形狀的產品，或者想要創(chuàng)建夾具來精 確或可重復地修改手工制作的物體。 在這些情況下，自動曲面設計是節(jié)省建模時間的好方法。

對于凸臺、孔和凹槽等簡單特征，使用掃描模型作為參考重新繪制特征通常是z快且z準確的。逆向工程軟件允許你創(chuàng)建與掃描上的平面對齊的草圖平面，并從掃描網格中提取橫截面，這有助于你匹配原始對象的形狀。