數(shù)字化設(shè)計(jì)與3D打印 課件 6.翻轉(zhuǎn)相冊(cè)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與打??；7.吸塵器模型的掃描；8.雷達(dá)貓眼零件點(diǎn)云封裝處理

河南工業(yè)職業(yè)學(xué)院翻轉(zhuǎn)相冊(cè)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與打印數(shù)字化設(shè)計(jì)與3D打印課程導(dǎo)入

能夠結(jié)合客戶需求與打印實(shí)際，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)能夠根據(jù)客戶需求完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作客戶在某視頻網(wǎng)站上，看到一個(gè)翻轉(zhuǎn)日歷的制作視頻，他想要利用這個(gè)創(chuàng)意制作一個(gè)桌面放置的翻轉(zhuǎn)相冊(cè)，如圖2-113所示，可以循環(huán)展示20張以上的1寸照片，作為女朋友的生日禮物。請(qǐng)你結(jié)合翻轉(zhuǎn)日歷的視頻幫他實(shí)現(xiàn)這個(gè)想法。掌握產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的要求學(xué)習(xí)目標(biāo)工作場(chǎng)景描述PART01了解需求明確工作任務(wù)勘察現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目?jī)?nèi)容擺放方式

尺寸要求

容量要求表2-27產(chǎn)品信息調(diào)查表查看視頻，了解翻轉(zhuǎn)日歷的制作方法，明確翻轉(zhuǎn)日歷結(jié)構(gòu)及工作原理。與客戶溝通，了解客戶需求，獲取有效信息，并記錄進(jìn)表2-27中。PART02建模、切片處理、打印及裝配現(xiàn)場(chǎng)操作翻轉(zhuǎn)相冊(cè)的切片處理與打印導(dǎo)入模型啟動(dòng)cura軟件，根據(jù)打印需求，選擇對(duì)應(yīng)打印模式。參數(shù)設(shè)置在基本設(shè)置菜單中，修改參數(shù)，確定模型效果，并將參數(shù)記錄在表2-24中。保存G代碼參數(shù)設(shè)置完成后，把模型保存為G代碼。類別參數(shù)選擇依據(jù)質(zhì)量層厚

壁厚

允許反抽

填充底部/頂部厚度

填充率

速度與溫度打印速度

噴嘴溫度

熱床溫度

支撐支撐類型

平臺(tái)附著類型

耗材直徑

流量

設(shè)備型號(hào)

混色模式混色模式選擇

右邊固定比例

分層模式層數(shù)

雙色模式雙噴頭支撐

噴嘴擦拭塔

溢出保護(hù)

單色模式

打印所需時(shí)間表2-24切片參數(shù)記錄表1.切片設(shè)置掃描儀結(jié)構(gòu)認(rèn)知將存儲(chǔ)有模型G代碼的優(yōu)盤插入打印機(jī)，按照前期積累的打印機(jī)操作技能，完成各組件的打印任務(wù)。圖2-113翻轉(zhuǎn)相冊(cè)2.完成打印河南工業(yè)職業(yè)學(xué)院感謝觀看數(shù)字化設(shè)計(jì)與3D打印河南工業(yè)職業(yè)學(xué)院吸塵器模型的掃描數(shù)字化設(shè)計(jì)與3D打印課程導(dǎo)入

熟悉并掌握掃描前期準(zhǔn)備工作理解并掌握掃描過(guò)程三維掃描儀的操作及軟件相關(guān)功能某注塑制品生產(chǎn)廠家生產(chǎn)需要某一型號(hào)車載吸塵器后座外殼?？蛻籼峁┰撐鼔m器后座外殼模型，希望你公司幫助他們通過(guò)逆向掃描的方法，獲取完整的產(chǎn)品外觀數(shù)據(jù)，以便后期進(jìn)行新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。掌握模型逆向數(shù)據(jù)采集的工作流程學(xué)習(xí)目標(biāo)工作場(chǎng)景描述PART01掃描流程認(rèn)知明確工作任務(wù)勘察現(xiàn)場(chǎng)表3-1模型掃描流程下表3-1為用三維掃描儀掃描模型的流程，請(qǐng)熟悉整個(gè)流程，并提前準(zhǔn)備好掃描過(guò)程需要用到的工具。 步驟內(nèi)容需要的工具工具準(zhǔn)備情況1掃描樣件評(píng)估模型

2噴粉（根據(jù)上一步評(píng)估結(jié)果確定是否進(jìn)行噴粉操作）顯像劑

3粘貼標(biāo)志點(diǎn)標(biāo)志點(diǎn)

4掃描掃描儀轉(zhuǎn)盤

PART02掃描模型處理施工前的準(zhǔn)備掃描樣件評(píng)估序號(hào)內(nèi)容確認(rèn)結(jié)果1模型顏色

2模型材質(zhì)

3是否反光

4是否透光表3-2掃描樣件評(píng)估信息表觀察吸塵器外殼表面，確認(rèn)表3-2中的信息。噴粉若冬天由于溫度過(guò)低粉末無(wú)法充分溶解，造成噴涂在工件表面顆粒很多，可以把顯像劑瓶放入溫水中或用吹風(fēng)機(jī)稍微加熱使粉末充分溶解。噴顯像劑前，先搖勻顯像劑，使顯像劑粉末充分溶解。步驟一噴粉噴涂速度應(yīng)均勻，避免工件因顯像劑噴涂不足而影響掃描數(shù)據(jù)；噴涂模型表面。在距離噴涂工件150-300mm左右位置，長(zhǎng)按噴嘴勻速劃過(guò)工件表面，來(lái)回噴涂直至覆蓋整個(gè)工件。步驟二噴涂距離不宜過(guò)近，避免太近或同一位置噴涂太多顯像劑而形成積液，影響數(shù)據(jù)精度；不要遺漏不易噴涂的角落。噴粉噴涂過(guò)程中由于液體覆蓋在工件表面還未揮發(fā)，直接用手接觸工件會(huì)留下指紋而影響后續(xù)掃描數(shù)據(jù)效果，可戴橡膠手套或等液體揮發(fā)后再觸碰工件。顯像劑噴涂均勻后晾曬5-10分鐘使其變干。步驟三噴粉噴涂完成后，顯像劑應(yīng)均勻覆蓋工件，表面平滑。噴涂完成步驟四粘貼標(biāo)志點(diǎn)標(biāo)志點(diǎn)粘貼技巧圖3-1車載吸塵器標(biāo)志點(diǎn)工作原理是通過(guò)至少3個(gè)或4個(gè)（根據(jù)設(shè)備不同）標(biāo)志點(diǎn)，形成一個(gè)唯一的空間特征。當(dāng)采集到的空間特征在之前出現(xiàn)過(guò)，此時(shí)軟件就可以確定當(dāng)前數(shù)據(jù)與之前數(shù)據(jù)間的相對(duì)位置關(guān)系，輔助拼接。粘貼標(biāo)志點(diǎn)粘貼標(biāo)志點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：應(yīng)根據(jù)當(dāng)前標(biāo)定范圍選擇大小合適的標(biāo)志點(diǎn)，標(biāo)志點(diǎn)太大或太小會(huì)影響軟件識(shí)別，影響精度；標(biāo)志點(diǎn)粘貼密度適當(dāng)，確保每次采集視野范圍內(nèi)，可以采集到3個(gè)以上的公共標(biāo)志點(diǎn)，一般建議5~7個(gè)，且在相機(jī)多個(gè)角度中可以同時(shí)看到；確保每次掃描到的標(biāo)志點(diǎn)可以形成一個(gè)空間特征，因此標(biāo)志點(diǎn)應(yīng)隨機(jī)均勻粘貼在模型表面，應(yīng)避免粘貼成線性，陣列等太規(guī)則的情況；標(biāo)志點(diǎn)應(yīng)粘貼在平面或曲面上，粘貼在邊緣會(huì)造成標(biāo)志點(diǎn)不完整影響識(shí)別；標(biāo)志點(diǎn)應(yīng)保持干凈完整，標(biāo)志點(diǎn)破損或有遮擋會(huì)造成標(biāo)志點(diǎn)圓不完整影響識(shí)別；粘貼標(biāo)志點(diǎn)標(biāo)志點(diǎn)粘貼策略實(shí)際粘貼標(biāo)志點(diǎn)時(shí)主要有兩大類情況：貼在物體的表面上：對(duì)于大部分工件，我們可以直接粘貼標(biāo)志點(diǎn)，掃描過(guò)程中標(biāo)志點(diǎn)相對(duì)于工件位置不變，掃描儀和工件可以相對(duì)移動(dòng)，拼接精度有保障。貼在物體的周圍：當(dāng)遇到一些尺寸比較小或結(jié)構(gòu)特征比較復(fù)雜的工件時(shí)，無(wú)法在模型上貼點(diǎn)，這時(shí)就需要借助輔助工具或夾具（常貼于底座圓盤上）來(lái)貼點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)拼接掃描的目的。這種方法不會(huì)影響采集的數(shù)據(jù)，但是在掃描過(guò)程中，被測(cè)物體和周圍標(biāo)記點(diǎn)之間的距離不能改變。實(shí)際操作過(guò)程中，也可將兩種情況結(jié)合使用。如本模型結(jié)構(gòu)整體對(duì)稱，為了使操作過(guò)程方便快捷，可以在吸塵器外殼和轉(zhuǎn)盤上同時(shí)貼點(diǎn)，既節(jié)省掃描時(shí)間，也可以減少粘貼在物體表面上的標(biāo)志點(diǎn)數(shù)量。PART03吸塵器模型掃描現(xiàn)場(chǎng)施工吸塵器模型掃描標(biāo)定。準(zhǔn)備開(kāi)始掃描。新建工程，將模型放在轉(zhuǎn)盤中間位置，打開(kāi)投射十字，確定模型基本位于投射十字中間。步驟一步驟二開(kāi)始掃描。單擊開(kāi)始掃描，開(kāi)始進(jìn)行掃描操作。步驟三吸塵器模型掃描掃描上傳至軟件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)不完整時(shí)，按照同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，繼續(xù)補(bǔ)掃使得缺失部分完整。翻轉(zhuǎn)模型及轉(zhuǎn)盤，掃描模型下表面數(shù)據(jù)。步驟四步驟五保存點(diǎn)云數(shù)據(jù)。將點(diǎn)云數(shù)據(jù)保存在目標(biāo)目錄下，文件格式選擇“頂點(diǎn)文件.asc”。步驟六河南工業(yè)職業(yè)學(xué)院感謝觀看數(shù)字化設(shè)計(jì)與3D打印河南工業(yè)職業(yè)學(xué)院雷達(dá)貓眼零件點(diǎn)云封裝處理數(shù)字化設(shè)計(jì)與3D打印課程導(dǎo)入

掌握GeomagicWrap軟件工作界面小李得到了某公司正在生產(chǎn)雷達(dá)貓眼零件的三維掃描數(shù)據(jù)，如圖3-2所示，他想在這個(gè)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，但是小李并不熟悉點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理方法，因此向你尋求幫助，希望你對(duì)該數(shù)據(jù)文件進(jìn)行處理后，給出可以進(jìn)一步進(jìn)行建模設(shè)計(jì)的stl文件。掌握模型產(chǎn)品點(diǎn)云處理過(guò)程學(xué)習(xí)目標(biāo)工作場(chǎng)景描述掌握用GeomagicWrap軟件對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行雜點(diǎn)處理、光順處理、封裝的方法PART01GeomagicWrap軟件初識(shí)操作前準(zhǔn)備GeomagicWrap軟件操作界面序號(hào)名稱序號(hào)名稱1標(biāo)題欄8特征樹(shù)2菜單欄9模型樹(shù)3狀態(tài)欄10對(duì)話框4顯示欄11數(shù)字模型5分析欄12選擇過(guò)濾器6工具13內(nèi)存/緩存監(jiān)視7工具條表3-7GeomagicWrap軟件操作界面將表3-7中各部分對(duì)的應(yīng)序號(hào)，填入圖3-5中正確位置。GeomagicWrap軟件操作界面圖3-5GeomagicWrap軟件操作界面將表3-7中各部分對(duì)的應(yīng)序號(hào)，填入圖3-5中正確位置。鼠標(biāo)鍵盤的操作序號(hào)操作功能1滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪/shift+鼠標(biāo)右鍵上下滑動(dòng)鼠標(biāo)模型縮放2Ctrl+鼠標(biāo)右鍵移動(dòng)鼠標(biāo)/同時(shí)按下鼠標(biāo)左右鍵模型平移3鼠標(biāo)右鍵移動(dòng)鼠標(biāo)模型旋轉(zhuǎn)4單擊鼠標(biāo)左鍵選擇要素5Shift+鼠標(biāo)左鍵選擇對(duì)象選擇多個(gè)要素6Ctrl+鼠標(biāo)左鍵選擇需解除對(duì)象解除選擇要素表3-8GeomagicWrap鼠標(biāo)鍵盤基本操作打開(kāi)GeomagicDesign軟件，導(dǎo)入文件后，嘗試以下操作，明確以下操作的功能。PART02點(diǎn)云封裝處理現(xiàn)場(chǎng)施工導(dǎo)入點(diǎn)云數(shù)據(jù)啟動(dòng)GeomagicWrap軟件，單擊工具欄上的“打開(kāi)”圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“打開(kāi)文件”對(duì)話框，選中“雷達(dá)貓眼件.asc”文件后，點(diǎn)擊“打開(kāi)”按鈕，工作區(qū)中就顯示貓眼件掃描數(shù)據(jù)?？梢钥吹絼倓倰呙柰瓿傻臄?shù)據(jù)，點(diǎn)云是雜亂粗糙的，因此必須要進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。GeomagicWrap軟件著色點(diǎn)云數(shù)據(jù)為了使點(diǎn)云的形狀更加清晰，方便觀察，導(dǎo)入數(shù)據(jù)后首先需要將點(diǎn)云進(jìn)行著色。選中模型管理器中的點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，點(diǎn)擊“點(diǎn)”菜單欄，選擇“著色”命令，模型數(shù)據(jù)就會(huì)呈現(xiàn)如圖3-5所示的高亮狀態(tài)。此時(shí)就可以對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察，判斷掃描數(shù)據(jù)是否完整。為了更方便的觀察點(diǎn)云數(shù)據(jù)，可以在操作區(qū)域單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“設(shè)置旋轉(zhuǎn)中心”，在合適的位置單擊，就可以設(shè)置以該位置為中心，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行放大、縮小或旋轉(zhuǎn)。刪除四周雜點(diǎn)選擇工具欄中的“套索選擇工具”，按住鼠標(biāo)左鍵勾畫出模型的外部輪廓，被選中的區(qū)域?qū)?huì)呈現(xiàn)如圖3-6所示的紅色。單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“反轉(zhuǎn)選區(qū)”后，被選中的點(diǎn)云數(shù)據(jù)就會(huì)出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，如圖3-7所示。此時(shí)點(diǎn)擊“點(diǎn)”菜單下的“刪除”命令，或直接使用鍵盤Delete鍵，就可以將大面積雜點(diǎn)進(jìn)行刪除。1.手動(dòng)刪除大面積雜點(diǎn)3-63-7旋轉(zhuǎn)模型，從不同角度觀察，多次重復(fù)該操作，盡可能多的刪除大面積雜點(diǎn)。刪除四周雜點(diǎn)非連接項(xiàng)是指同一物體上具有一定數(shù)量的點(diǎn)形成了彼此間分離的點(diǎn)群的點(diǎn)。2.利用“非連接項(xiàng)”刪除雜點(diǎn)3-8點(diǎn)擊“點(diǎn)”菜單下的“選擇”菜單，選擇“非連接項(xiàng)”命令，彈出如圖3-8所示的“選擇非連接項(xiàng)”對(duì)話框。為了使系統(tǒng)能夠選擇出在拐角處離主點(diǎn)云很近但不屬于主點(diǎn)云的一部分點(diǎn)，這里通常將“分隔”方式設(shè)置為“低”，“尺寸”選項(xiàng)按默認(rèn)值“5.0”，點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕。點(diǎn)云中的非連接項(xiàng)就會(huì)被選中，呈現(xiàn)出紅色，點(diǎn)擊“點(diǎn)”菜單下的“刪除”命令或直接按下Delete鍵刪除即可。刪除四周雜點(diǎn)體外孤點(diǎn)是指與其它絕大數(shù)的點(diǎn)云具有一定距離的點(diǎn)。體外孤點(diǎn)設(shè)置為較低數(shù)值，系統(tǒng)會(huì)選擇遠(yuǎn)距離的點(diǎn)，高數(shù)值選擇的范圍會(huì)更接近真實(shí)數(shù)據(jù)。3.利用“體外孤點(diǎn)”刪除雜點(diǎn)3-9點(diǎn)擊“點(diǎn)”菜單下的“選擇”，選擇“體外孤點(diǎn)”命令，彈出如圖3-9所示的“選擇體外孤點(diǎn)”對(duì)話框。根據(jù)模型狀況，設(shè)置“敏感度”值，本次選中默認(rèn)值“85”，點(diǎn)擊“應(yīng)用”按鈕。點(diǎn)云中的非連接項(xiàng)就會(huì)被選中，呈現(xiàn)出紅色，如圖3-10所示。點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕后，就可以點(diǎn)擊“點(diǎn)”菜單下的“刪除”命令或直接按下Delete鍵對(duì)選中的體外孤點(diǎn)進(jìn)行刪除。3-10刪除四周雜點(diǎn)由于逆向設(shè)備或掃描方法等因素，造成掃描數(shù)據(jù)存在系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，當(dāng)有些掃描點(diǎn)的誤差比較大，超出允許范圍后，就形成了噪音點(diǎn)。因此在刪除后主體表面如果還很粗糙，可以使用減少噪音進(jìn)一步提高表面質(zhì)量。4.減少噪音3-11點(diǎn)擊“點(diǎn)”菜單下的“減少噪音”命令，彈出如圖3-11所示的“減少噪音”對(duì)話框。選中“自由曲面形狀”，“平滑度水平”選擇“無(wú)”，“迭代”設(shè)為“5”，“偏差限制”設(shè)為“0.05mm”。點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕。封裝數(shù)據(jù)點(diǎn)擊“點(diǎn)”菜單下的“封裝”命令，彈出如圖3-12所示的“封裝”對(duì)話框，本案例使用默認(rèn)數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“確定”按鈕，這個(gè)命令將圍繞點(diǎn)云進(jìn)行封裝計(jì)算，使點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為如圖3-13所示的三角面片模型。該對(duì)話框中的采樣選項(xiàng)，是通過(guò)設(shè)置點(diǎn)間距或設(shè)定三角形的數(shù)量來(lái)進(jìn)行采樣，模板三角形數(shù)量設(shè)置的越大，封裝后多邊形網(wǎng)格就越緊密。最下方的“執(zhí)行”設(shè)置，可以調(diào)節(jié)采樣質(zhì)量的高低，可以根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的實(shí)際特征，進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置。3-133-12多邊形處理“多邊形”菜單下“平滑”組中的命令都可以使三角面片更加光滑，使用較多的是“松弛”和“刪除釘狀物”。1.松弛、刪除釘狀物3-143-15點(diǎn)擊“多邊形”菜單下的“松弛”或“刪除釘狀物”命令，彈出如圖3-14所示相應(yīng)對(duì)話框后，根據(jù)模型特征設(shè)置參數(shù)，點(diǎn)擊“應(yīng)用”按鈕，就可以看到模型的光順效果，如圖3-15所示。多邊形處理關(guān)閉“選擇背景模式”，如圖3-16所示框選不完整有漏洞和有毛邊的三角面片，選中區(qū)域紅色高亮顯示后，刪除。也可以利用“開(kāi)流形”命令，刪除