工業(yè)設(shè)計(jì)逆向工程和3D打印技術(shù)應(yīng)用

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摘要：目前，我國(guó)的工業(yè)在飛速的發(fā)展中，為了有效推動(dòng)工業(yè)發(fā)展，相關(guān)人員需要提高工業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平。對(duì)于傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，存在一定的缺陷和問(wèn)題，相關(guān)人員在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，容易產(chǎn)生成本過(guò)多以及資源浪費(fèi)的情況，同時(shí)，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品自身也可能會(huì)存在一定不足和缺陷，若是投入實(shí)際的使用中，那么必然會(huì)造成一定的影響。為了能夠有效地測(cè)試產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理，相關(guān)人員就采取了逆向工程和3d打印技術(shù)，通過(guò)兩種技術(shù)的相結(jié)合來(lái)測(cè)試產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否合理。

關(guān)鍵詞：逆向工程；3D打印技術(shù)；工業(yè)設(shè)計(jì)

3D打印技術(shù)和逆向工程在我國(guó)工業(yè)行業(yè)已經(jīng)獲得了一定的應(yīng)用，對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，通過(guò)將兩個(gè)技術(shù)相互結(jié)合的方法能夠有效判斷產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理。但是，在實(shí)際的使用過(guò)程中，部分企業(yè)對(duì)于如何使用技術(shù)仍然處于一個(gè)迷茫的狀態(tài)中，為了能夠有效推動(dòng)工業(yè)設(shè)計(jì)中采用逆向工程和3D打印技術(shù)，本文就做出對(duì)應(yīng)的分析，希望能夠幫助相關(guān)人員。

1逆向工程技術(shù)的原理和方法

1.1逆向工程的概念

為了能夠?qū)⒃摷夹g(shù)良好地應(yīng)用到實(shí)際的工業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，相關(guān)人員首先應(yīng)當(dāng)清楚和明確的重要內(nèi)容就是逆向工程的概念。逆向工程全稱為ReverseEngineering，是一種較為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)。逆向工程技術(shù)是一門涵蓋了多行業(yè)的技術(shù)，例如，形狀逆向、工藝逆向或者材料逆向等。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，其能夠?qū)F(xiàn)實(shí)中實(shí)際存在的模型或者零件轉(zhuǎn)變成為計(jì)算機(jī)中對(duì)應(yīng)的模型和數(shù)據(jù)，以此將此類零件或者模型上傳到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析和處理。其自身需要采用一系列先進(jìn)的產(chǎn)品設(shè)備，以軟件或者圖像作為研究對(duì)象，同時(shí)，還運(yùn)用了一系列現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法論、生產(chǎn)工程學(xué)以及材料科學(xué)等技術(shù)知識(shí)，通過(guò)對(duì)零件以及模型的分析和計(jì)算，能夠準(zhǔn)確地找出其中存在的不足之處，并且還能夠有效地對(duì)這些不足之處進(jìn)行完善，從而幫助模型或者零件能夠獲得更進(jìn)一步的優(yōu)化和創(chuàng)新。與工業(yè)設(shè)計(jì)的理念相同，逆向工程能夠通過(guò)自身技術(shù)的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品復(fù)制以及產(chǎn)品再現(xiàn)，從而更加優(yōu)化模型和零件。

1.2逆向工程技術(shù)的特點(diǎn)

在傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，相關(guān)工作人員要想有效地對(duì)零件以及模型進(jìn)行優(yōu)化，就必須使用現(xiàn)實(shí)中實(shí)際存在的零件或者模型，但是，對(duì)于部分人員來(lái)說(shuō)，其自身并不能時(shí)時(shí)刻刻與此類物品進(jìn)行接觸，因此，會(huì)存在一定的不便。若是能夠有效采用逆向工程技術(shù)，則是能夠從一定程度上進(jìn)行解決，目前，該技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于產(chǎn)品改造設(shè)計(jì)、質(zhì)量分析和測(cè)試等領(lǐng)域中，并且都收獲了較為良好的成效。對(duì)于我國(guó)的工業(yè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，也采取了逆向工程技術(shù)在于一些單件、小批量的零件制造中，通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用，我國(guó)傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)得到了有效的優(yōu)化和創(chuàng)新，產(chǎn)品質(zhì)量也能夠更加快速地進(jìn)行更新?lián)Q代，開發(fā)周期以及開發(fā)成本都能夠得到有效降低，從而有效加強(qiáng)了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3逆向工程的實(shí)施

在實(shí)際的逆向工程應(yīng)用過(guò)程中，如何有效地獲取物理原型的3D信息數(shù)據(jù)成為一件非常重要的事情，若是采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量沒(méi)能夠達(dá)到對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，那么整體逆向工程的實(shí)施也將會(huì)存在一定的誤差，因此，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)科學(xué)準(zhǔn)確地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，從而有效地提高逆向工程的質(zhì)量。數(shù)據(jù)采集的方法主要是通過(guò)對(duì)物體實(shí)際的測(cè)量或者采用設(shè)備來(lái)對(duì)物體進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于不同部件來(lái)說(shuō)，其自身也會(huì)存在不同的3D信息數(shù)據(jù)，因此，在采集數(shù)據(jù)時(shí)，也需要對(duì)各個(gè)不同的關(guān)鍵部分進(jìn)行認(rèn)真采集，只有掌握了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，才能夠有效提高逆向工程的質(zhì)量。測(cè)量形式也會(huì)根據(jù)與被測(cè)物體的接觸情況分為接觸測(cè)量以及不接觸測(cè)量?jī)煞N方式，針對(duì)不同的被測(cè)物體，可以采取不同的方式，從而獲得更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

2逆向工程具備的優(yōu)點(diǎn)

設(shè)計(jì)人員與產(chǎn)品產(chǎn)生互動(dòng)。在傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，設(shè)計(jì)師與產(chǎn)品之間并沒(méi)能產(chǎn)生過(guò)多的接觸，因此，導(dǎo)致了設(shè)計(jì)師的實(shí)際設(shè)計(jì)可能會(huì)與產(chǎn)品有一定的誤差，從而導(dǎo)致后期還需要返工重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。若是能夠應(yīng)用逆向工程技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，那么，設(shè)計(jì)人員就可以根據(jù)自己的思路以及想法進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員可以先將自己的設(shè)計(jì)思路生成對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品模型，此類產(chǎn)品模型可以根據(jù)對(duì)應(yīng)的要求來(lái)進(jìn)行調(diào)整和修改，并且同時(shí)還能夠產(chǎn)生一定互動(dòng)和響應(yīng)，讓設(shè)計(jì)師及時(shí)了解其中是否存在問(wèn)題和缺陷，以此來(lái)驗(yàn)證產(chǎn)品的合理性。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，大部分設(shè)計(jì)師沒(méi)法考慮到結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸以及其他問(wèn)題，因此，也就容易導(dǎo)致后期出現(xiàn)返工的情況。若是能夠利用逆向工程技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，那么，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的初期階段就能夠?qū)Ξa(chǎn)品的真實(shí)樣品進(jìn)行了解，對(duì)真實(shí)樣品進(jìn)行分析和探討，其中存在的不足可以及時(shí)進(jìn)行解決。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還能夠及時(shí)了解到用戶的實(shí)際需求，在滿足其基本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)，這樣最終得到的產(chǎn)品能夠具備更全面的性能，同時(shí)，也能夠符合用戶的實(shí)際需求。

3逆向工程與3D打印在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

3.13D打印在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用和影響

3D打印目前在我國(guó)是一種較為良好的打印技術(shù)，其自身能夠通過(guò)技術(shù)對(duì)物品進(jìn)行快速成型和打印。3D打印目前通常被應(yīng)用于模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域中，能夠通過(guò)逐層打印的方式來(lái)進(jìn)行模型的制造。隨著該技術(shù)發(fā)展和優(yōu)化，目前，越來(lái)越多的領(lǐng)域也開始應(yīng)用該技術(shù)，例如珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)以及槍支制造等領(lǐng)域中。該快速成型技術(shù)主要采取的打印方法就是利用“材料堆積”，傳統(tǒng)的打印基本上都是平面的打印，而該技術(shù)就可以將物體通過(guò)立體的方式打印出來(lái)，從而直接形成對(duì)應(yīng)的模型和零件，打印的效率就能夠得到有效提高。在工業(yè)設(shè)計(jì)中，同樣可以應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行打印，設(shè)計(jì)和建模人員可以利用該技術(shù)將之前設(shè)計(jì)的圖紙直接打印成為物理對(duì)象，客戶就能夠更加快捷地直接了解到模型以及零件的實(shí)際樣品，這時(shí)候就可以改變傳統(tǒng)針對(duì)圖紙進(jìn)行交流和討論的問(wèn)題，能夠更加快速直接地了解產(chǎn)品內(nèi)是否存在問(wèn)題以及不足的情況。同時(shí)，客戶若是還有其他特殊需求也可以直接提出，設(shè)計(jì)人員就可以直接進(jìn)行修改和調(diào)整，從而提高了工業(yè)設(shè)計(jì)的效率，產(chǎn)品也能夠最大化得到市場(chǎng)的認(rèn)可。

3.2逆向工程與3D打印的產(chǎn)品設(shè)計(jì)設(shè)置

利用逆向工程技術(shù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)后就可以通過(guò)3D打印的方式快速對(duì)樣品進(jìn)行打印，能夠有效加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程籌備、全面評(píng)價(jià)和調(diào)整改進(jìn)。在實(shí)際應(yīng)用3D打印技術(shù)時(shí)，可以使用的打印機(jī)種類較多，但是，操作以及打印設(shè)置都很相似，首先，需要選擇對(duì)應(yīng)的打印機(jī)配置菜單，波特率需要設(shè)置為115200波特。但是這個(gè)過(guò)程相關(guān)人員需要注意不能設(shè)置過(guò)高的波特率，若是過(guò)高，那么就很有可能在打印過(guò)程中出現(xiàn)環(huán)境電磁影響，從而導(dǎo)致打印中斷的情況發(fā)生。之后，還需要對(duì)打印機(jī)的類型進(jìn)行選擇，基本上來(lái)說(shuō)，打印機(jī)的類型多樣但是實(shí)際操作流程相似，因此，選擇的時(shí)候根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇即可。之后再在對(duì)應(yīng)的打印綜合頁(yè)面上選擇對(duì)應(yīng)的“在任務(wù)中斷后返回停機(jī)時(shí)間”，然后，再選擇對(duì)應(yīng)的打印數(shù)據(jù)才可以進(jìn)行打印，經(jīng)過(guò)打印后產(chǎn)生的物件是3D打印的部件，基本上只能夠提供給模型產(chǎn)品單一打印的材料。逆向工程技術(shù)3D打印技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生的產(chǎn)品自身的建模結(jié)構(gòu)會(huì)與零件細(xì)節(jié)存在一定的誤差，但是，正是因?yàn)榇祟愓`差的存在，才能夠讓打印出來(lái)的產(chǎn)品存在獨(dú)特性以及差異性，從而形成具備創(chuàng)新性的獨(dú)特產(chǎn)品。

4結(jié)語(yǔ)

總之，在當(dāng)前社會(huì)非常重視的工業(yè)領(lǐng)域中，工業(yè)設(shè)計(jì)是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)中，會(huì)存在較多的資源浪費(fèi)以及成本消耗，若是能夠通過(guò)逆向工程技術(shù)以及3D打印技術(shù)進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)，那么，這種問(wèn)題都能夠得到有效解決，同時(shí)，還能夠幫助產(chǎn)品具備自身的特性。因此，在工業(yè)設(shè)計(jì)中，可以有效采取該技術(shù)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，最終能夠有效推動(dòng)工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

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作者：吳鈞 單位：江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院鎮(zhèn)江分院