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反求工程(Reverse Engineering)和快速原型技术RP(Rapid Prototyping)是产品原型开发的
核心技术,两者的集成技术在现代制造中具有重要作用。
本文概述了反求工程(RE)和快速原型技术(RP)的内涵和意义,系统地总结和分析
了反求工程各环节现有的方法和关键技术。并通过分析现有RE/RP集成方法特点,提出了
点云数据直接构造STL模型文件,并输入到LPS快速成型系统,直接用于制作产品原型,
从而避开了传统反求工程中的CAD建模过程,因此极大地缩短了这类产品的开发周期,降
低了开发成本。
由于STL文件中的CAD建模过程和STL文件格式存在自身的缺陷,本文指出了离散
数据直接生成STL的平面离散点点集最小权三角剖分的算法。本算法提高了三角剖分的速
度,改善了三角单元质量,并提高了对三角单元进行修正的速度,为在产品快速开发中综合
利用RE/RP系统的优势创造了有利环境。
本文通过分析和总结传统的三角形网格的二维和三维优化方法,创造性地提出了综合优
化的方法。在二维优化方面,结合环域划分网格的特点,使用最小权和最小内角最大化相融
合的方法,提出了新的二维优化过程;在三维优化方面,不仅分析指出了现在主流三维划分
的优点和局限性,而且结合环域网格的特点,制定了用增加点的方法完成的三维优化方法。
随着计算机技术的发展,反求工程技术和快速原型技术的结合日趋紧密,纯复制的反求工程
已不再适应市场发展的需要,在产品的设计和制造阶段都需要具备创新环节的反求工程技术
的支持。在此,本文提出了基于离散点云直接映射STL的产品创新环节,并把运算方法归
结为两类:1)任意实体的整合;2)任意实体的截去。并通过布尔运算的重做来实现优化。
关键词:反求工程 快速原型 STL文件格式 三角划分 网格优化 布尔运算