工業(yè)設計逆向工程和3D打印技術應用

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摘要：目前，我國的工業(yè)在飛速的發(fā)展中，為了有效推動工業(yè)發(fā)展，相關人員需要提高工業(yè)設計的質量和水平。對于傳統(tǒng)的工業(yè)設計來說，存在一定的缺陷和問題，相關人員在設計的過程中，容易產(chǎn)生成本過多以及資源浪費的情況，同時，設計的產(chǎn)品自身也可能會存在一定不足和缺陷，若是投入實際的使用中，那么必然會造成一定的影響。為了能夠有效地測試產(chǎn)品設計是否科學合理，相關人員就采取了逆向工程和3d打印技術，通過兩種技術的相結合來測試產(chǎn)品設計是否合理。

關鍵詞：逆向工程；3D打印技術；工業(yè)設計

3D打印技術和逆向工程在我國工業(yè)行業(yè)已經(jīng)獲得了一定的應用，對于工業(yè)設計來說，通過將兩個技術相互結合的方法能夠有效判斷產(chǎn)品設計是否科學合理。但是，在實際的使用過程中，部分企業(yè)對于如何使用技術仍然處于一個迷茫的狀態(tài)中，為了能夠有效推動工業(yè)設計中采用逆向工程和3D打印技術，本文就做出對應的分析，希望能夠幫助相關人員。

1逆向工程技術的原理和方法

1.1逆向工程的概念

為了能夠將該技術良好地應用到實際的工業(yè)設計環(huán)節(jié)中，相關人員首先應當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，是一種較為先進的計算機輔助技術。逆向工程技術是一門涵蓋了多行業(yè)的技術，例如，形狀逆向、工藝逆向或者材料逆向等。在實際的應用過程中，其能夠將現(xiàn)實中實際存在的模型或者零件轉變成為計算機中對應的模型和數(shù)據(jù)，以此將此類零件或者模型上傳到計算機中進行分析和處理。其自身需要采用一系列先進的產(chǎn)品設備，以軟件或者圖像作為研究對象，同時，還運用了一系列現(xiàn)代設計方法論、生產(chǎn)工程學以及材料科學等技術知識，通過對零件以及模型的分析和計算，能夠準確地找出其中存在的不足之處，并且還能夠有效地對這些不足之處進行完善，從而幫助模型或者零件能夠獲得更進一步的優(yōu)化和創(chuàng)新。與工業(yè)設計的理念相同，逆向工程能夠通過自身技術的運用實現(xiàn)產(chǎn)品復制以及產(chǎn)品再現(xiàn)，從而更加優(yōu)化模型和零件。

1.2逆向工程技術的特點

在傳統(tǒng)的工業(yè)設計環(huán)節(jié)中，相關工作人員要想有效地對零件以及模型進行優(yōu)化，就必須使用現(xiàn)實中實際存在的零件或者模型，但是，對于部分人員來說，其自身并不能時時刻刻與此類物品進行接觸，因此，會存在一定的不便。若是能夠有效采用逆向工程技術，則是能夠從一定程度上進行解決，目前，該技術已經(jīng)被應用于產(chǎn)品改造設計、質量分析和測試等領域中，并且都收獲了較為良好的成效。對于我國的工業(yè)領域來說，也采取了逆向工程技術在于一些單件、小批量的零件制造中，通過該技術的應用，我國傳統(tǒng)的工業(yè)設計得到了有效的優(yōu)化和創(chuàng)新，產(chǎn)品質量也能夠更加快速地進行更新?lián)Q代，開發(fā)周期以及開發(fā)成本都能夠得到有效降低，從而有效加強了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1.3逆向工程的實施

在實際的逆向工程應用過程中，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)質量沒能夠達到對應的標準，那么整體逆向工程的實施也將會存在一定的誤差，因此，相關人員應當科學準確地對數(shù)據(jù)進行采集，從而有效地提高逆向工程的質量。數(shù)據(jù)采集的方法主要是通過對物體實際的測量或者采用設備來對物體進行測量，對于不同部件來說，其自身也會存在不同的3D信息數(shù)據(jù)，因此，在采集數(shù)據(jù)時，也需要對各個不同的關鍵部分進行認真采集，只有掌握了準確的數(shù)據(jù)，才能夠有效提高逆向工程的質量。測量形式也會根據(jù)與被測物體的接觸情況分為接觸測量以及不接觸測量兩種方式，針對不同的被測物體，可以采取不同的方式，從而獲得更加準確的數(shù)據(jù)。

2逆向工程具備的優(yōu)點

設計人員與產(chǎn)品產(chǎn)生互動。在傳統(tǒng)的工業(yè)設計環(huán)節(jié)中，設計師與產(chǎn)品之間并沒能產(chǎn)生過多的接觸，因此，導致了設計師的實際設計可能會與產(chǎn)品有一定的誤差，從而導致后期還需要返工重新進行設計。若是能夠應用逆向工程技術進行設計，那么，設計人員就可以根據(jù)自己的思路以及想法進行產(chǎn)品設計，在進行設計的時候，設計人員可以先將自己的設計思路生成對應的產(chǎn)品模型，此類產(chǎn)品模型可以根據(jù)對應的要求來進行調整和修改，并且同時還能夠產(chǎn)生一定互動和響應，讓設計師及時了解其中是否存在問題和缺陷，以此來驗證產(chǎn)品的合理性。在傳統(tǒng)設計過程中，大部分設計師沒法考慮到結構、形狀、尺寸以及其他問題，因此，也就容易導致后期出現(xiàn)返工的情況。若是能夠利用逆向工程技術進行設計，那么，相關設計人員在設計的初期階段就能夠對產(chǎn)品的真實樣品進行了解，對真實樣品進行分析和探討，其中存在的不足可以及時進行解決。同時，設計人員還能夠及時了解到用戶的實際需求，在滿足其基本設計的基礎上在對產(chǎn)品進行優(yōu)化和升級，這樣最終得到的產(chǎn)品能夠具備更全面的性能，同時，也能夠符合用戶的實際需求。

3逆向工程與3D打印在工業(yè)設計中的應用策略

3.13D打印在工業(yè)設計中的應用和影響

3D打印目前在我國是一種較為良好的打印技術，其自身能夠通過技術對物品進行快速成型和打印。3D打印目前通常被應用于模具制造、工業(yè)設計等領域中，能夠通過逐層打印的方式來進行模型的制造。隨著該技術發(fā)展和優(yōu)化，目前，越來越多的領域也開始應用該技術，例如珠寶、鞋類、工業(yè)設計以及槍支制造等領域中。該快速成型技術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，而該技術就可以將物體通過立體的方式打印出來，從而直接形成對應的模型和零件，打印的效率就能夠得到有效提高。在工業(yè)設計中，同樣可以應用該技術進行打印，設計和建模人員可以利用該技術將之前設計的圖紙直接打印成為物理對象，客戶就能夠更加快捷地直接了解到模型以及零件的實際樣品，這時候就可以改變傳統(tǒng)針對圖紙進行交流和討論的問題，能夠更加快速直接地了解產(chǎn)品內(nèi)是否存在問題以及不足的情況。同時，客戶若是還有其他特殊需求也可以直接提出，設計人員就可以直接進行修改和調整，從而提高了工業(yè)設計的效率，產(chǎn)品也能夠最大化得到市場的認可。

3.2逆向工程與3D打印的產(chǎn)品設計設置

利用逆向工程技術對產(chǎn)品進行設計后就可以通過3D打印的方式快速對樣品進行打印，能夠有效加強生產(chǎn)過程籌備、全面評價和調整改進。在實際應用3D打印技術時，可以使用的打印機種類較多，但是，操作以及打印設置都很相似，首先，需要選擇對應的打印機配置菜單，波特率需要設置為115200波特。但是這個過程相關人員需要注意不能設置過高的波特率，若是過高，那么就很有可能在打印過程中出現(xiàn)環(huán)境電磁影響，從而導致打印中斷的情況發(fā)生。之后，還需要對打印機的類型進行選擇，基本上來說，打印機的類型多樣但是實際操作流程相似，因此，選擇的時候根據(jù)實際情況進行選擇即可。之后再在對應的打印綜合頁面上選擇對應的“在任務中斷后返回停機時間”，然后，再選擇對應的打印數(shù)據(jù)才可以進行打印，經(jīng)過打印后產(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3D打印技術結合產(chǎn)生的產(chǎn)品自身的建模結構會與零件細節(jié)存在一定的誤差，但是，正是因為此類誤差的存在，才能夠讓打印出來的產(chǎn)品存在獨特性以及差異性，從而形成具備創(chuàng)新性的獨特產(chǎn)品。

4結語

總之，在當前社會非常重視的工業(yè)領域中，工業(yè)設計是非常重要的一個環(huán)節(jié)，在傳統(tǒng)的工業(yè)設計中，會存在較多的資源浪費以及成本消耗，若是能夠通過逆向工程技術以及3D打印技術進行工業(yè)設計，那么，這種問題都能夠得到有效解決，同時，還能夠幫助產(chǎn)品具備自身的特性。因此，在工業(yè)設計中，可以有效采取該技術方法進行設計，最終能夠有效推動工業(yè)的發(fā)展和進步。

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作者：吳鈞 單位：江蘇聯(lián)合職業(yè)技術學院鎮(zhèn)江分院