3D打印--Geomagic Design X 逆向建模設計實用教程

第1章緒論/1
1.13D列印簡介1
1.1.13D列印定義1
1.1.23D列印所需的關鍵技術2
1.1.33D列印的應用領域2
1.1.43D列印的主要技術優勢4
1.23D列印行業現狀5
1.2.13D列印材料現狀5
1.2.2金屬3D列印行業現狀5
1.33D列印產業發展現狀及存在的問題6
1.3.1發展現狀及產業應用6
1.3.2存在的問題6
1.4發展3D列印產業的重要戰略意義7
1.53D列印產業的發展前景7

第2章GeomagicDesignX5.1操作基礎/9
2.1逆向工程的工作流程9
2.2GeomagicDesignX5.1的介面介紹9
2.2.1操作介面簡介9
2.2.2常用操作11
2.3視圖操作11
2.3.1顯示和隱藏視圖11
2.3.2視點12
2.4選擇模式的操作12
2.4.1選擇模式的技巧12
2.4.2選擇模式的使用13
2.4.3選擇篩檢程式的使用14
2.5常用工具設置14
2.5.1參照平面的使用14
2.5.2參照線的使用16
2.5.3參照點的使用17
2.6測量18
2.6.1測量距離18
2.6.2測量角度19
2.6.3測量半徑19
習題20

第3章模式應用/21
3.1領域組模式21
3.2面片草圖模式23
3.3草圖模式24
3.43D面片草圖模式25
3.53D草圖模式26
3.6點雲模式28
3.6.1過濾雜點28
3.6.2點雲採樣28
3.6.3點雲平滑29
3.7面片模式29
3.7.1構造面片29
3.7.2三角網格面片修補30
3.7.3面片優化31
習題32

第4章領域劃分/33
4.1自動分割33
4.2重分塊34
4.3領域合併35
4.4領域分離35
4.5領域插入36
4.6領域縮小/擴大36
習題37

第5章實體建模/38
5.1拉伸38
5.2回轉41
5.3掃描43
5.4放樣45
5.5偏移46
5.6賦厚47
5.7抽殼48
5.8剪切49
5.9布耳運算49
習題51

第6章曲面建模/52
6.1面片擬合52
6.2境界擬合54
6.3自動曲面創建54
6.4曲面拉伸55
6.5曲面回轉56
6.6曲面掃描57
6.7曲面放樣58
6.8曲面編輯59
6.8.1偏移59
6.8.2面填補59
6.8.3延長60
6.8.4剪切61
6.8.5反剪切62
6.8.6剪切＆合併62
6.8.7縫合62
6.8.8反轉法線方向62
習題63

第7章建模精靈/64
7.1基礎實體64
7.2基礎片體67
7.3拉伸精靈69
7.4回轉精靈70
7.5掃略精靈72
7.6放樣嚮導74
7.7管道精靈76
習題77

第8章建模特征應用/79
8.1圓角79
8.2倒角82
8.3拔模83
8.4押出成形84
8.5線性陣列86
8.6圓形陣列87
8.7曲線陣列87
8.8鏡像88
8.9螺旋體88
8.10螺旋線89
8.11移動面89
8.12刪除面90
8.13替換面91
8.14分割面92
8.15移動體92
8.16複製體96
8.17刪除體96
8.18再擬合96
習題97

第9章案例/98
9.1案例一98
9.2案例二105
9.3案例三109
9.4案例四113
9.5案例五118
9.6案例六125
9.7案例七130
9.8案例八134
參考文獻/140

隨著科學技術的飛速發展，傳統製造業市場環境發生了巨大變化。一方面由於市場壁壘的淡化或打破，使製造商不得不著眼於全球市場的激烈競爭，產品快速研發、設計創新等技術成為企業贏得全球競爭的第一要素；另一方面表現為消費者興趣的快速轉移和消費者需求的日益個性化、多元化和自主化。

3D列印逆向建模設計技術的崛起，為產品設計創新和消化吸收國外先進技術提供了一種非常有效的手段。逆向工程是對產品設計過程的一種描述，一般的產品設計是根據產品的用途和功能，設計人員首先構思產品的外形、性能和大致的技術參數，再利用CAD等技術建立產品的三維數位元化模型，通過加工製造而最終定型定產，這樣的產品設計過程我們稱之為“正向設計”。逆向設計則是根據已有的實物，通過鐳射掃描和點採集等手段，反向推實物的三維資料和空間幾何形狀，並通過相關專業設計軟體生成圖紙，用於生產製造的過程。逆向設計是技術消化、吸收、改進和提高產品功能及品質的重要技術手段，是產品快速創新研發的重要途徑。隨著3D建模理論的日趨成熟，出現了許多優秀的建模技術與軟體，其應用領域也越來越廣泛。

目前國內有關逆向工程技術的書籍較少，現有的關於逆向工程方面的教材主要有兩方面的特點：一種是以理論介紹為主，實踐性操作實例較少；另一種是主要介紹實踐性操作的過程，缺少必要的理論描述。本書從逆向工程實際應用的要求出發，注重理論與實踐相結合，創新與改進相結合。參照教育部“三維建模數位化設計製造大賽”和“全國機械行業職業院校技能大賽逆向建模創新設計與製造大賽”的基本要求，努力做到“注重理論、強化實踐、通俗易懂、容易吸收”，便於師生的教與學，進一步促進教學品質的提高。本教材的特點是，堅持基本性，著重應用性，增強適應性，突出重點，力求系統。

本書以當今流行的設計軟體GeomagicDesignX5.1為平臺闡述了逆向建模設計的操作基礎、模式應用、領域劃分、實體建模、曲面建模、建模精靈和建模特征應用，並結合設計案例進行了實際操作演示，具有較強的實際應用價值和參考價值。本書可供從事機械製造及其自動化、機械電子工程、材料科學與工程、機電產品逆向設計等專業的科技人員和本科學生學習參考，兼顧高等專科學校和高等職業學校相關專業的教學用書。同時也可供廣大機械製造、材料成型、醫療器械、服裝設計等領域專業人士參考。本書將產品創新設計與創新性思維培養融為一體，使讀者從有趣的實例中領會創新性思維方法的奧秘。

由於編著者水準和經驗有限，加之時間緊迫，書中難免存在不足之處，敬請廣大讀者不吝指正。

編著者
2017年8月