三维扫描逆向采集在模具制造中的应用

 随着计算机技术的发展，传统的检测方式及测绘工具，已经很难满足市场的应用需求。而高精度三维扫描仪的出现，快速解决了铸造过程中的尺寸检测问题,同时可完成逆向设计,为新产品的开发提供基础，为产品检测和逆向提供了高效可行的解决方案。

   三维激光扫描技术自诞生到今年他已经走过了几十年的发展，技术也越来越成熟和完善，尤其是在近几年得到了高速的发展，由于其具有快速性，不接触性，实时、动态、主动性，高密度、高精度，数字化、自动化等特点，被广泛应用于建筑工程、文物考古、机械制造、数字城市等十多个领域，市场潜力巨大。今天我们主要介绍三维扫描在铸造业领域的应用。

   众所周知，现在各行各业都在利用高科技可和智能化的手段为自身的发展赋能，高科技产品不断被运用到传统行业中，因此在铸造行业也不例外，三维扫描技术在传统铸造行业中的应用主要有铸造过程中的逆向设计、产品改进、模具检验、产品检验等，为产品的研发、生产和检验提供了极大的便利，有效的促进了铸造行业的发展。

   所谓逆向工程技术，是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程。逆向工程技术与传统的正向设计存在很大差别。而逆向工程则是从产品原型出发，进而获取产品的三维数字模型，使得能够进一步利用CAD/ACE/CAM以及CIMS等先进技术对其进行处理。不同之处在于设计的起点不同，相应的设计自由度和设计要求也不相同。

一般来说，产品逆向工程包括形状反求、工艺反求和材料反求等几个方面，在工业领域的实际应用中，主要包括以下几个内容：

(1)新零件的设计，主要用于产品的改型或彷型设计。

(2)已有零件的复制，再现原产品的设计意图。

(3)损坏或磨损零件的还原。

(4)数字化模型的检测，例如检验产品的变形分析、焊接质量等，以及进行模型的比较。

逆向工程技术为快速设计和制造提供了很好的技术支持，它已经成为制造业信息传递的重要而简洁途径之一。

    模具的生产和使用为大批量生产产品提供了极大的帮助，大大的提高了生产效率，满足了人们日益增长的需求，降低了生产成本，不得不说模具在工业领域有着重要的作用。

     现代制造工艺和产品设计水平越来越高，产品复杂程度和精密度日益提升，使得大家对模具的要求也日益严苛。而由于模具的复杂性，使得质量检测和逆向测绘都变得困难起来，传统的检测方式及测绘工具，已经很难满足其需求。高精度三维扫描仪的出现，为产品检测和逆向提供了高效可行的解决方案。

三维扫描并非要取代其它的检测设备，而是能和基础检测设备形成互补：
1.零件被检尺寸越多，三维扫描优势越大
2.零件结构越复杂，三维扫描优势越大
3.零件种类越是多样化，三维扫描优势越大
三维扫描对有较多异形曲面且较繁琐的模具具有独特的优势，能降低不确定性，获得被测对象的一致性的描述。

三维扫描作为高新技术具有高精度、高速度、便携、实时可视化、自动网格输出和非接触测量等特点。

三维扫描对有较多异形曲面且较繁琐的被测物体具有独特的优势,主要包括以下几点：

1.更高效:对比传统划线手段，效率呈几何数级提高。

2.传统测量方法对于弧面、曲面、角度及-些形位公差很难检测，而三维扫描的方式不存在这些问题，所有结构尺寸及形位公差都可以检测。

3.软件分析且检测结果自动出报告，避免了人工测量及抄录过程中出现的失误。

4.设备灵活，现场扫描时仅需翻一遍工件，避免了因过多搬运工件产生的碰撞砸伤事件。

总之，在制造行业的铸造、模具等方面应用包括三维扫描技术在内的一系列高科技技术和设备已经成为了一种不可逆转的趋势

需求的不同衍生出不同的应用方向，以下是三维扫描在模具行业的一些具体应用：

1.三维扫描仪可以用在模具修复领域

制造商大批量生产会导致模具磨损，进而使产品的误差会越来越大，使用三维扫描对模具进行扫描，与模具的CAD图纸进行精度对比，得到偏差和磨损具体位置。可以减少设计人员额外的模具修复时间，提高模具效益，优化生产效率。

2.三维扫描仪可以用在模具检测领域

制造商可以在成型阶段利用三维扫描数据进行质量评估。根据检测软件生成误差分析和数据报告，纠正模具或者生产中的缺陷，及时反馈到模具设计和加工中，节约生产成本，提高制造效率。

3. 三维扫描仪在逆向设计（抄数）中的应用

三维扫描所获得的三维数据进行处理后可其转化为CAD模型，实现三维重建，完成模具设计制造的逆向过程。可实现产品的国产化，在制作大型模具方面，可以试制白泡沫模型，并通过三维扫描系统进行检测来验证模具制造水平，减少再设计时间，避免大模具制造中，一旦出现问题，报废时带来的巨大浪费问题。

现在在市场上的三维扫描仪品种丰富，琳琅满目，但是总的来说，适合模具行业使用的三维扫描设备主要有手持激光三维扫描仪。其主要利用的是激光测距的原理，即通过对被测物体表面大量点的三维坐标、纹理、反射率等信息的采集，来对其线面体和三维模型等数据进行重建。该种方法精度高、便携性能好，环境适应性强，适合于工业制造类比如模具、铸造等领域，以及非工业类比如文化遗产、教育等行业，其突破了传统的单点测量，使得三维扫描技术向面测量迈进。

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