Imageware逆向造型技術及3D打印（第2版） ( 簡體 字) |
| 作者：鈕建偉 | 類別：1. -> 工程繪圖與工程計算 -> 綜合
2. -> 程式設計 -> 3D列印 |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 49699
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NT售價： 345 元 |
| 出版日：7/1/2018 |
| 頁數：248 |
| 光碟數：0 |
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| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787121346408 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
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| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：再 版 前 言
Imageware是全球最知名的逆向工程軟件之一，隸屬于西門子自動化與驅動集團（A＆D）旗下的Siemens PLM 數字化開發系統，與Geomagic、CopyCAD、RapidForm一起被認為是全世界四大知名逆向工程軟件。Imageware具有強大的測量數據處理、曲面造型、誤差檢測功能，可以處理幾萬至幾百萬的點云數據，根據這些點云數據構造的曲面具有良好的品質和曲面連續性。Imageware的模型檢測功能可以方便、直觀地顯示所構造的曲面模型與實際測量數據誤差以及平面度、圓度等誤差。Imageware采用 NURBS（非均勻有理B-樣條）技術，兼容性好，軟件功能強大，易于應用。Imageware 對硬件要求不高，可運行于各種平臺，如UNIX 工作站、PC等均可，操作系統可以是 UNIX、NT、Windows XP、Windows 7、Windows 10、Windows Server及其他平臺。該軟件先進的技術保證了用戶能在很短的時間內完成設計，并能夠精確地構建曲面、檢測曲面質量。最新版軟件更注重于高級曲面、3D檢測、逆向工程和多邊形造型，為產品的設計、工藝和制造營造了一個符合直覺的柔性設計環境。
Imageware擁有廣大的用戶群，以前該軟件主要應用于航空航天和汽車工業，因為這兩個領域對空氣動力學性能要求很高，在產品開發的開始階段就要認真考慮空氣動力性。隨著科學技術的進步和消費水平的不斷提高，其他許多行業也開始紛紛采用逆向工程軟件進行產品設計。
近年來我國制造產業模式悄然發生了巨大變化，“中國制造2025”戰略規劃的發布，表明數字化工廠、Digital Twins等概念已成大勢所趨，對傳統設計制造評價提出了前所未有的要求與挑戰，正是在這樣的環境下，逆向工程受到產業界越來越多的重視和青睞。掌握逆向工程技術的人才需求量供不應求，這就要求我國市場對逆向技術的培訓推廣力度應進一步做強、做大。
逆向工程、逆向造型在我國業界俗稱“抄數”。我國東南沿海的廣東、福建、浙江、江蘇，特別是廣州、深圳、東莞、廈門、晉江、杭州、溫州、蘇州等地，由于存在大量的代工廠，催生了逆向產業如雨后春筍般的迅猛發展。學習逆向造型是一個比較漫長而艱苦的過程。首先，初學者面臨軟件基本操作問題，對于軟件中令人眼花繚亂的命令如何有效地組合運用缺乏經驗；其次，初學者面對一個全新的逆向造型任務時，經常感到非常棘手，無所適從，有時候即便倉促開始，但往往做到一定階段發現事倍功半，甚至不得不把方案推倒重來。編者基于自己多年逆向造型的經驗與教訓，認為若想熟練掌握逆向造型的要領，首先要多動腦，不要蠻干。逆向造型不僅僅是一門技術，更是一門藝術。就像庖丁解牛一樣，“依乎天理，批大郤，道大窾，因其固然”，邊實踐邊思考，琢磨專業人士一系列動作背后的原因和道理，才能達到“手之所觸，肩之所倚，足之所履，膝之所踦，砉然響然，奏刀騞然，莫不中音”的境界。編者在實踐過程中，經常喜歡琢磨國內外同行的作品，揣摩其構思，并與自己的思路相互比對，有時候不得不對大師級的構思拍案叫絕。其次必須多練，拿到一個產品或任務時不要急于動手，先要對產品進行分析和討論，清楚地了解該產品在結構上的特征、曲面間的相互關系，做到“胸中有丘壑”。這個事先在頭腦中先行分析的習慣剛開始可能比較痛苦，讓新手望而卻步，但如若長期堅持下去會大有裨益。對于軟件的學習，建議從基礎命令、常見點云、基本造型學起，不要好高騖遠、急于求成，在使用命令時應盡可能提高自己的速度，并注意多總結經驗。模型的逆向造型視不同產品的不同要求而定，沒有一個固定的套路可以遵循，但要秉承如下原則：抓大放小，先大后小，由面到點，點面結合。具體來說，就是先做大的面，然后再去做細節部分；而如果只見樹木不見森林，剛開始就在細節上耗費太多時間和精力，結果總體結構卻無法滿足用戶要求，這是逆向造型中經常出現的大忌。
本書分為10章，第1章首先介紹逆向工程的定義、關鍵技術、應用、發展趨勢、主流逆向工程軟件及Imageware中文版簡介；第2章介紹Imageware基礎操作、用戶界面等；第3∼6章，分別就點云處理、曲線處理、曲面處理、逆向造型質量分析加以詳細講解，重要命令均提供實例操作圖形，并提供了原始點云。第7∼9章則提供了三個逆向造型的實例，分別為規則零件、簡單曲面（吸頂燈、后視鏡）、復雜曲面（頭盔曲面、汽車曲面）。考慮到讀者需求，第7∼9章均首先根據產品結構特點，剖析逆向造型思路，然后才一步一步具體地講解實現過程。作為逆向造型的延續與拓展，第10章就造型后模型的3D打印進行了詳細闡述。隨書附贈配套資源提供了各章涉及的點云文件，讀者可以在華信教育資源網（www.hxedu.com.cn）的本書頁面下載，或與本書編輯聯系。
本書自2014年第1版以來，獲得了廣大讀者的熱烈反響。讀者一方面肯定了我們的探索性工作，另一方面也提出了中肯的意見和建議。適逢Imageware新版本發布，編者悉心聽取廣大讀者的批評指正，借鑒國內外同行的寶貴經驗，在第1版基礎上，對本書進行了更新，在保持原書圖文并茂、娓娓道來的基礎上，刪除了與逆向造型無關的內容，增加了相當篇幅的曲面逆向造型案例的比重，重新構筑章節內容。在此，要感謝我的家人、同事，感謝我的學生們，正是他們給予了我大量的幫助和鼓勵，才使我能夠完成此書。感謝常年使用Imageware軟件和在逆向工程領域進行研究的專家、學者，以及其他眾多支持關注我的同行、朋友，他們為本書提供了大量的寶貴意見和建議。
參加本書編寫的人員有鈕建偉、曾亮、胡莉飛、徐洲、盛俞匯、冉瑞聰，其中鈕建偉負責統籌第1∼6章，曾亮負責統籌第7∼10章，胡莉飛負責第2∼3章，徐洲負責第4章和第9章的一部分，盛俞匯負責第5章和第9章的一部分，冉瑞聰負責第6∼8章。
另外，參加本書第1版編寫的人員還有馬馭、唐梓淇、劉宇坤、王昱和唐瑭，他們付出了辛勤的勞動，在此一并致謝。
本書用到的點云數據，部分來源于網絡，已盡可能地在參考文獻中列出，但囿于編者能力，不能一一列舉。由于時間倉促，水平有限，不可避免有錯誤出現，懇請廣大讀者批評指正。
鈕建偉
于北京科技大學 |
內容簡介：Imageware被譽為全球四大知名逆向造型軟件之一，具有強大的逆向造型功能，在國內外已得到廣泛的應用。本書前半部分主要介紹軟件功能，即基礎操作、點云操作、曲線操作、曲面操作、誤差分析，并均配有相應的實例文件。后半部分為案例教程，從規則零件、簡單曲面到復雜曲面，由淺入深、步步為營。每個案例開始均首先介紹逆向建模的思路、方法和技巧，再結合具體實例詳細演示操作步驟。作為逆向造型的延續與拓展，最后一章就造型后模型的3D打印進行詳細闡述。 本書結構清晰，語言簡練，圖例豐富，講解直觀，操作性強。本書強調理論與實踐相結合，重在實際操作技能的掌握，以幫助讀者快速、直觀地領會如何將Imageware軟件運用到實際工作中，切實掌握逆向造型的思路和方法，盡快達到舉一反三、學以致用的目的。 |
目錄：第1章 逆向工程概論 1
1.1 逆向工程的定義 1
1.2 逆向工程的關鍵技術 2
1.3 逆向工程的應用 4
1.4 逆向工程的發展趨勢 6
1.5 主流逆向工程軟件介紹 6
1.6 Imageware中文版簡介 7
小結 10
第2章 基礎操作 11
2.1 用戶界面 11
2.2 鼠標使用 15
2.3 菜單欄 17
2.3.1 文件 17
2.3.2 編輯 18
2.3.3 顯示和觀察 21
2.3.4 創建/構造/修改/評估/測量 21
2.3.5 幫助 21
2.4 常用快捷鍵 22
小結 24
第3章 點云處理 25
3.1 點云預處理 25
3.1.1 讀入點云 25
3.1.2 點云設置 25
3.2 生成點云 27
3.2.1 創建點 27
3.2.2 設置點標簽 28
3.2.3 刪除點標簽 29
3.3 點云構建 29
3.3.1 偏移點云 29
3.3.2 剖面截取點云 30
3.3.3 特征提取點云 34
3.3.4 構建點 35
3.3.5 三角形網格化 40
3.4 修改點云 40
3.4.1 數據簡化 40
3.4.2 光順處理 41
3.4.3 抽取點云 42
3.4.4 掃描線 48
3.4.5 定位點云 49
3.5 分析點云數據 52
3.5.1 點云測量 52
3.5.2 距離測量 53
3.5.3 點之間角度 53
3.5.4 點的位置 54
3.5.5 曲率半徑 54
小結 54
第4章 曲線 55
4.1 概述 55
4.2 曲線創建 57
4.2.1 3D曲線 57
4.2.2 簡單曲線 59
4.2.3 結構線 67
4.3 曲線構造 70
4.3.1 點擬合曲線 70
4.3.2 提取曲面上的曲線 77
4.3.3 橋接曲線 78
4.3.4 曲線倒角 79
4.3.5 偏置曲線 80
4.3.6 曲線相交 82
4.4 曲線修改 83
4.4.1 曲線連續性 83
4.4.2 曲線參數控制 84
4.4.3 形狀控制 87
4.4.4 延伸曲線 89
4.4.5 截斷曲線 90
4.5 曲線的評估與測量 91
4.5.1 連續性 91
4.5.2 曲率 92
4.5.3 測量操作 93
小結 95
第5章 曲面 96
5.1 概述 96
5.1.1 概念 96
5.1.2 曲面要素 97
5.1.3 曲面顯示方式 98
5.2 曲面創建 99
5.2.1 創建平面 99
5.2.2 創建簡單曲面 100
5.3 曲面構造 104
5.3.1 由點云構建曲面 104
5.3.2 曲線參考構建曲面 107
5.3.3 掃掠曲面 111
5.3.4 凸緣面 113
5.3.5 橋接曲面 114
5.3.6 倒圓角 115
5.3.7 偏置曲面 116
5.3.8 剖面截取 117
5.3.9 曲面交線 118
5.4 曲面修改 119
5.4.1 縫合曲面 119
5.4.2 曲線參數控制 119
5.4.3 曲面延伸 121
5.4.4 曲面合并 121
5.4.5 分割曲面 122
5.4.6 修剪曲面 123
5.4.7 反轉曲面法向 124
5.5 曲面評估與測量 125
5.5.1 曲面連續性 125
5.5.2 曲率分析 126
5.5.3 曲面間差異分析 127
5.5.4 曲面與點云偏差 128
5.5.5 曲面光順度 129
小結 130
第6章 逆向造型效果評估與測量 131
6.1 評估 131
6.1.1 控制點矢量圖 131
6.1.2 法線/相切 131
6.1.3 流線分析和連續性 132
6.1.4 偏差 132
6.1.5 點云特性 133
6.1.6 可加工性 134
6.1.7 三角形網絡模型 135
6.1.8 物件信息 136
6.2 測量 136
6.2.1 距離測量 136
6.2.2 面積測量 137
6.2.3 角度 137
6.2.4 位置坐標 138
6.2.5 曲率半徑 139
6.2.6 交互方式及二次曲面檢測 139
小結 140
第7章 Imageware逆向造型實例——規則零件 141
7.1 逆向造型思路 141
7.2 點云處理 142
7.2.1 分割點云 142
7.2.2 點云分層 145
7.2.3 創建剖斷面 145
7.3 曲面制作 147
7.3.1 頂面制作 147
7.3.2 側面制作 150
7.3.3 內孔制作 153
7.3.4 曲面裁剪 155
7.3.5 鏡像 161
第8章 Imageware逆向造型——簡單曲面 162
8.1 吸頂燈逆向造型思路 162
8.2 吸頂燈點云處理 163
8.2.1 分割點云 163
8.2.2 點云分層 164
8.3 吸頂燈曲面制作 165
8.3.1 頂面制作 165
8.3.2 四周側面制作 166
8.3.3 內孔制作 168
8.3.4 頂面修剪 170
8.4 反光鏡逆向造型思路 172
8.5 點云處理 173
8.5.1 反光鏡投影點云 173
8.5.2 點云分層 174
8.5.3 創建剖斷面 175
8.6 曲面制作 175
8.6.1 外側面制作 175
8.6.2 拱形弧面制作 179
8.6.3 內孔修剪 182
第9章 Imageware逆向造型實例——復雜曲面 185
9.1 汽車曲面逆向造型思路 185
9.2 汽車曲面點云處理及各主要曲面構造 186
9.2.1 車頂面的逆向 186
9.2.2 車前端的逆向 191
9.2.3 車側門的逆向 195
9.2.4 車后端及輪緣的逆向 199
9.3 汽車曲面拼接及鏡像處理 201
9.3.1 曲面拼接 201
9.3.2 鏡像處理及橋接 202
9.4 頭盔曲面逆向造型思路 205
9.5 頭盔曲面點云處理 206
9.5.1 信息查詢與數據量修改 206
9.5.2 顯示模式修改 207
9.5.3 點云修正 208
9.6 頭盔曲面擬合 208
9.6.1 頂蓋點云逆向處理 208
9.6.2 中部點云逆向處理 215
9.6.3 下部點云逆向處理 218
9.7 頭盔誤差分析與光順性檢查 224
9.7.1 誤差分析 224
9.7.2 光順性檢查 225
第10章 3D打印及其應用 226
10.1 3D打印的前世今生 226
10.2 3D打印的原理 226
10.3 3D打印的主流技術 227
10.3.1 光固化快速成型（SLA） 227
10.3.2 疊層實體制造工藝（LOM） 228
10.3.3 選擇性激光燒結成型（SLS） 229
10.3.4 熔融沉積制造（FDM） 229
10.3.5 三維印刷工藝 230
10.3.6 聚合物噴射技術（PolyJet） 231
10.4 3D打印技術的應用 232
10.4.1 3D打印人偶 232
10.4.2 3D打印無人機 233
10.4.3 3D打印火箭核心部件 234
10.4.4 3D打印文物 235
10.4.5 3D打印建筑 236
10.4.6 3D打印汽車 236
10.5 3D打印的未來 237
參考文獻 239 |
| 序： |
