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摘要：通常情況下，模具企業(yè)對塑料產(chǎn)品的模具設(shè)計和生產(chǎn)有著成熟的設(shè)計經(jīng)驗和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)流程，但隨著個性化的產(chǎn)品越來越多和生活節(jié)奏的加快，生產(chǎn)廠家需要能夠?qū)a(chǎn)品快速投入市場，從而贏得商機(jī)。逆向工程技術(shù)的應(yīng)用，能為為企業(yè)探索一種塑料產(chǎn)品快速投放市場的途徑。

關(guān)鍵詞：塑料逆向；CAD/CAE；3D掃描

科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的同時，模具的新技術(shù)也發(fā)生了較大的變化，包括模具的設(shè)計與制造。今后的模具設(shè)計與制造不能僅憑經(jīng)驗去生產(chǎn)，特別是在市場競爭比較激烈的情況下，競爭力強(qiáng)的企業(yè)往往能抓住先進(jìn)的技術(shù)去發(fā)展。本文主要介紹國內(nèi)外逆向工程技術(shù)的研究現(xiàn)狀，闡述逆向工程技術(shù)的方法和實現(xiàn)步驟，進(jìn)一步說明逆向工程技術(shù)對模具設(shè)計的意義。

1國外基于逆向工程的模具設(shè)計研究現(xiàn)狀

近年來，隨著發(fā)達(dá)國家對模具技術(shù)的開發(fā)，產(chǎn)品能夠在較短的時間內(nèi)順利交付，贏得市場。主要是把諸多先進(jìn)技術(shù)融入模具的生產(chǎn)，比如逆向工程技術(shù)和計算機(jī)輔助技術(shù)等。日本在20世紀(jì)60年代初提出了將國外先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品引進(jìn)國內(nèi)，專家重點研究其工作原理，慢慢將這些產(chǎn)品國有化，并進(jìn)行創(chuàng)新，最后加工生產(chǎn)出口國外。要實現(xiàn)國產(chǎn)化，迫切需要對別國產(chǎn)品進(jìn)行消化、吸收和改進(jìn)。此時，逆向工程這一技術(shù)就隨之產(chǎn)生了。逆向工程技術(shù)的發(fā)展，國外出現(xiàn)了許多與逆向工程技術(shù)的軟件。比較有代表性的是美國EDS公司的基于四邊域的Image-wareSurfacer，Imageware具有強(qiáng)大的測量數(shù)據(jù)處理、曲面造型、誤差檢測功能。還有美國Raindrop公司的基于三角域的GeomagicStudio、英國Renishaw公司的TRACE、法國MDTV公司的Sur-faceReconstruction等，相關(guān)的逆向工程軟件在國外90年代初期已經(jīng)成熟運用。現(xiàn)在，歐美發(fā)達(dá)國家除了應(yīng)用逆向工程技術(shù)外，CAD/CAM/CAE軟件在模具生產(chǎn)企業(yè)中應(yīng)用更加廣泛，而且還能根據(jù)自身生產(chǎn)的規(guī)范和特點，對軟件進(jìn)行二次開發(fā)，達(dá)到自己設(shè)計模具的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步提高模具設(shè)計效率。所以發(fā)達(dá)國家早已脫離手工繪制模具設(shè)計圖，采用無紙化設(shè)計的水平遠(yuǎn)高于我們國家的水平。

2國內(nèi)基于逆向工程的模具設(shè)計研究現(xiàn)狀

由于我國計算機(jī)技術(shù)發(fā)展較晚等原因，所以相應(yīng)的模具CAD/CAM/CAE技術(shù)顯然起步較晚，但也有一定的發(fā)展，特別是近年來在質(zhì)量、技術(shù)和制造能力上都取得了很大的進(jìn)步。但是國內(nèi)自主開發(fā)的逆向工程軟件較少，幾乎都是運用國外的軟件。目前來講國內(nèi)開發(fā)比較成功的設(shè)計軟件是中望CAD，已成功為全球超過18萬用戶提供了世界級品質(zhì)的二維CAD解決方案，也支持了2～5軸CAM加工的國產(chǎn)CAD/CAM方案。另外其價格較國外同類軟件價格低廉，性價比高，技術(shù)的創(chuàng)新和開發(fā)力度越來越大，國產(chǎn)的逆向工程軟件也逐步得到各個行業(yè)的肯定和應(yīng)用[1]。

3基于逆向工程的模具設(shè)計研究方法

隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，對于大型精密模具的開發(fā)和生產(chǎn)，為了縮短模具的生產(chǎn)周期和節(jié)約生產(chǎn)成本，先要對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗證，也可以通過3D打印技術(shù)，將產(chǎn)品打印成型，研究產(chǎn)品的沖壓工藝或者是模塑工藝，然后利用逆向工程技術(shù)將打印成型的產(chǎn)品反求[2-3]。逆向工程的主要方法有以下幾點：1）運用3D掃描儀對物體進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。2）對采集的數(shù)據(jù)，探討數(shù)據(jù)的修補(bǔ)與處理方法，結(jié)合軟件，獲得數(shù)模。3）利用分析軟件，分析注塑工藝產(chǎn)生的問題，并提出必要的優(yōu)化方案。實現(xiàn)產(chǎn)品的逆向工程及研究方法，需要專業(yè)的硬件，如天遠(yuǎn)三維掃描儀OKIO，輔件有標(biāo)定塊、顯像劑等，另外還需要軟件的支持，如GeomagicQualify、UG10.0、Moldflow2015等。實現(xiàn)逆向工程[4-5]，一般分為4個步驟。第一步：采用測量裝置對原形掃描獲取零件表面點的三維坐標(biāo)值；第二步：對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，按測量數(shù)據(jù)的需要對其進(jìn)行分割，采用軟件編輯和優(yōu)化，獲取零件原形所具有的主要建模特征數(shù)據(jù)；第三步：利用逆向工程軟件，對數(shù)據(jù)進(jìn)行面的擬合，復(fù)原原形表面的CAD模型；第四步：對復(fù)原的CAD模型進(jìn)行比對，驗證與原形的重合度，確定各項指標(biāo)或精度是否滿足要求，對不滿足要求的重復(fù)以上過程，直至達(dá)到零件的逆向工程設(shè)計要求。

4基于逆向工程的模具設(shè)計研究意義

隨著塑料工業(yè)的進(jìn)步，在汽車、電氣、機(jī)械、光學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域用塑料成型的制品代替了相關(guān)的零件，在各行業(yè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。同時工業(yè)塑料在轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的過程中，其速度在加快，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，產(chǎn)品的功能日益增強(qiáng)。為了適應(yīng)人類生活的節(jié)奏和滿足人們對市場產(chǎn)品的要求，塑料制品成型的工藝裝備和工藝方法也要不斷發(fā)展和創(chuàng)新，才能使產(chǎn)品在較短的周期內(nèi)流通于市場，才能得到市場的檢驗和認(rèn)可[6]。

5結(jié)論

競爭是市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動力，企業(yè)要想在市場立于不敗之地，必須要不斷的創(chuàng)新。傳統(tǒng)的從未知到已知、由想象到現(xiàn)實的設(shè)計方式已經(jīng)很難滿足新的市場競爭要求，而逆向工程技術(shù)與傳統(tǒng)的正向設(shè)計方式不同，是對已有新產(chǎn)品進(jìn)行解剖，獲得產(chǎn)品的設(shè)計信息，并在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行再設(shè)計，很大程度上縮短了新產(chǎn)品的開發(fā)周期。

參考文獻(xiàn)：

[1]張宏偉.ATA125-T型ATV車身覆蓋件的逆向造型[D].南昌：南昌大學(xué)，2014.

[2]于喆，趙敏.Imageware優(yōu)秀的逆向工程軟件[J].智能制造，2000(9)：13-15.

[3]劉金頌，張慶陽.反求工程技術(shù)研究[J].機(jī)械工程與自動化，2009(4)：196-197.

[4]黃海闊.基于Pro/E的注塑模具的優(yōu)化設(shè)計研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2014.

[5]唐嘉彤.手機(jī)面板框注塑模具設(shè)計與CAE分析[D].天津：天津大學(xué),2012.

[6]周永泰.我國塑料模具現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].塑料，2000，29(6)：23-27.

作者：趙錢 單位：江蘇省常州技師學(xué)院