基于RE技术的塑料产品成型研究

论文摘要

逆向工程与快速成型技术已成为现代产品快速开发与设计的重要支撑技术。本课题以灯罩产品的产品开发为例,详细阐述逆向工程与快速成型技术在产品开发中的应用。本文研究了常用的三维点云数据的的采集方法,对它们的优缺点进行了对比。在此基础上,重点阐述了本课题采用的非接触测量设备的原理和数据测量的方式。并且对点云数据后处理技术进行了研究,重点研究了点云数据去噪处理、点云数据过滤技术以及点云修补与拼合技术的原理与实现方法。然后利用imageware软件对灯罩产品的模型进行了曲面重构,并研究了NURBS曲线与曲面的构建方法以及NURBS曲面造型中应注意的一些问题,曲面与曲面之间的拼接造型在产品设计中直接影响后续产品的成型精度,并利用该软件提供的曲面分析功能对灯罩产品的曲面进行了功能分析和检测,及时发现产品的缺陷并修改产品设计,以保证产品可加工性和产品质量。在分析和研究了快速成型制造方法的基础上,采用快速成型设备制造出逆向设计的灯罩的产品样件。同时对成型件摆放位置及层厚设置等成型参数对成型时间和成型精度的影响进行了研究,为提高工作效率和产品成型精度提供了依据。实验证明产品的成型精度与产品的摆放方向应选择使Z轴方向高度最小同时应选择合理的层厚参数以使所得加工样件误差最小化,成型精度得到提高,实现快速成型出具有一定精度和轻度并满足一定功能的原型和零件。最后经制造企业实际生产,证明该方法可缩短新产品的制造和开发周期,尤其是提高成型件的表面质量和物理性能,为进一步进行模具加工和功能实验提供平台。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 本课题的研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 三维点云数据采集与后处理技术
• 2.1 三维点云数据获取方法
• 2.1.1 接触式测量
• 2.1.2 非接触式测量
• 2.1.3 本课题采用的测量系统
• 2.2 点云数据后处理技术研究
• 2.2.1 数据处理软件介绍
• 2.2.2 点云数据去噪处理
• 2.2.3 点云数据过滤技术
• 2.2.4 点云数据分割技术
• 2.3 本章小结
• 第三章 曲线与曲面重构技术研究
• 3.1 曲线重构技术
• 3.1.1 B 样条曲线的定义及性质
• 3.1.2 B 样条曲线重构
• 3.2 曲面重构技术
• 3.2.1 NURBS 曲面
• 3.2.2 NURBS 曲面造型方法研究
• 3.2.3 曲面片的拼接算法
• 3.3 本章小结
• 第四章 塑料产品的逆向设计
• 4.1 灯罩产品的数据采集
• 4.2 灯罩产品的数据处理
• 4.2.1 多视数据拼合处理
• 4.2.2 点云数据除噪处理
• 4.2.3 点云数据精简处理
• 4.3 灯罩产品的曲面数据分块与重构
• 4.4 灯罩产品的曲面分析
• 4.4.1 构建的曲面与点云误差检查
• 4.4.2 曲面功能误差分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 塑料产品快速成型
• 5.1 快速原型技术介绍
• 5.2 本课题采用的设备
• 5.3 塑料产品快速成型
• 5.3.1 基于逆向工程的快速成型技术
• 5.3.2 影响塑件产品成型精度因素
• 5.3.3 成型加工产生的误差
• 5.4 塑料产品快速成型件精度分析
• 5.4.1 产品的摆放方向对成型精度以及成型时间的影响
• 5.4.2 层厚设置对成型精度的影响
• 5.4.3 后续工序
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献