逆向工程和3D打印技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用分析

吳鈞

（江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院鎮(zhèn)江分院（鎮(zhèn)江高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校），江蘇 鎮(zhèn)江 212016）

3D打印技術(shù)和逆向工程在我國工業(yè)行業(yè)已經(jīng)獲得了一定的應(yīng)用，對于工業(yè)設(shè)計來說，通過將兩個技術(shù)相互結(jié)合的方法能夠有效判斷產(chǎn)品設(shè)計是否科學(xué)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(shù)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(shè)計中采用逆向工程和3D打印技術(shù)，本文就做出對應(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)用到實際的工業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)中，相關(guān)人員首先應(yīng)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Reverse Engineering，是一種較為先進的計算機輔助技術(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。在實際的應(yīng)用過程中，其能夠?qū)F(xiàn)實中實際存在的模型或者零件轉(zhuǎn)變成為計算機中對應(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(shè)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(shè)計方法論、生產(chǎn)工程學(xué)以及材料科學(xué)等技術(shù)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(shè)計的理念相同，逆向工程能夠通過自身技術(shù)的運用實現(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

在傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)中，相關(guān)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(shù)，則是能夠從一定程度上進行解決，目前，該技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于產(chǎn)品改造設(shè)計、質(zhì)量分析和測試等領(lǐng)域中，并且都收獲了較為良好的成效。對于我國的工業(yè)領(lǐng)域來說，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，通過該技術(shù)的應(yīng)用，我國傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計得到了有效的優(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(yīng)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(zhì)量沒能夠達到對應(yīng)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(guān)人員應(yīng)當科學(xué)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(zhì)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(shè)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(guān)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(zhì)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(shè)計人員與產(chǎn)品產(chǎn)生互動。在傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)中，設(shè)計師與產(chǎn)品之間并沒能產(chǎn)生過多的接觸，因此，導(dǎo)致了設(shè)計師的實際設(shè)計可能會與產(chǎn)品有一定的誤差，從而導(dǎo)致后期還需要返工重新進行設(shè)計。若是能夠應(yīng)用逆向工程技術(shù)進行設(shè)計，那么，設(shè)計人員就可以根據(jù)自己的思路以及想法進行產(chǎn)品設(shè)計，在進行設(shè)計的時候，設(shè)計人員可以先將自己的設(shè)計思路生成對應(yīng)的產(chǎn)品模型，此類產(chǎn)品模型可以根據(jù)對應(yīng)的要求來進行調(diào)整和修改，并且同時還能夠產(chǎn)生一定互動和響應(yīng)，讓設(shè)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(shè)計過程中，大部分設(shè)計師沒法考慮到結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸以及其他問題，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)進行設(shè)計，那么，相關(guān)設(shè)計人員在設(shè)計的初期階段就能夠?qū)Ξa(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(shè)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(shè)計的基礎(chǔ)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(shè)計中的應(yīng)用策略

3.1 3D打印在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用和影響

3D打印目前在我國是一種較為良好的打印技術(shù)，其自身能夠通過技術(shù)對物品進行快速成型和打印。3D打印目前通常被應(yīng)用于模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)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(shù)發(fā)展和優(yōu)化，目前，越來越多的領(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)就可以將物體通過立體的方式打印出來，從而直接形成對應(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)計中，同樣可以應(yīng)用該技術(shù)進行打印，設(shè)計和建模人員可以利用該技術(shù)將之前設(shè)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(shè)計人員就可以直接進行修改和調(diào)整，從而提高了工業(yè)設(shè)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(shè)計設(shè)置

利用逆向工程技術(shù)對產(chǎn)品進行設(shè)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(diào)整改進。在實際應(yīng)用3D打印技術(shù)時，可以使用的打印機種類較多，但是，操作以及打印設(shè)置都很相似，首先，需要選擇對應(yīng)的打印機配置菜單，波特率需要設(shè)置為115 200波特。但是這個過程相關(guān)人員需要注意不能設(shè)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(dǎo)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(yīng)的打印綜合頁面上選擇對應(yīng)的“在任務(wù)中斷后返回停機時間”，然后，再選擇對應(yīng)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(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(jié)語

總之，在當前社會非常重視的工業(yè)領(lǐng)域中，工業(yè)設(shè)計是非常重要的一個環(huán)節(jié)，在傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)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(shù)以及3D打印技術(shù)進行工業(yè)設(shè)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(shè)計中，可以有效采取該技術(shù)方法進行設(shè)計，最終能夠有效推動工業(yè)的發(fā)展和進步。