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摘要：随着科技的快速发展，逆向工程技术已经成为实物模型数字化、再设计、再制造过程中的重要技术。近些年3D技术应用较为广泛，3D技术在机械零部件逆向工程中的有效应用具有较高价值。中望3D作为一种具有强大逆向建模功能的软件，为企业和科研机构提供了有效的工具来处理复杂的逆向建模问题。本论文将对中望3D在逆向建模方面的应用进行深入探讨，旨在推动逆向工程技术的发展和提升中望3D软件的应用价值。

关键词：逆向工程；中望3D技术；零部件；探讨

近年来随着计算机技术的飞速发展，传统机械零部件产品设计与制造发生了翻天覆地的变化，人们逐步将机械零部件产品的设计与加工任务交给计算机来做，这一方面使得机械零部件产品的设计周期大大缩短，另一方面也使得机械零部件产品的设计质量与数量得到大大提升。对于一些复杂零部件，通过逆向建模技术，对实物进行逆向扫描，采集点云数据，并基于零件特征分析进行三维模型设计，同时结合正向辅助设计更提高了设计效率和质量，降低了产品设计的生产成本。

1.基本情况

1.1数字化设计与制造：就是通过数字化的手段来改造传统的产品设计方法，同时对制造过程进行数字化描述而在数字空间中完成产品的制造过程。是计算机数字技术、网络信息技术与制造技术不断融合、发展和应用的结果，也是制造企业、制造系统和生产系统不断实现数字化的必然。

1.2中望3D技术：一款由广州中望软件有限公司开发的三维CAD软件，它支持从点云、图像到复杂装配体的逆向建模。中望3D的界面简洁直观，拥有丰富的功能模块，在传统正向建模设计基础上，新增加逆向建模功能，在机械、建筑、航天等工业领域广泛应用。

2.中望3D逆向工程

2.1概念：产品再现方式，也是对某项产品进行逆向研究。逆向是从整体到部分研究，是将实物或图像转换为计算机可识别的三维模型的过程。根据建模方式的不同，逆向建模可分为点云逆向建模和图像逆向建模两种。从逆向工程方面能够获取各类机械零部件基本功能、结构体系、处理方式等数据，尤其正向设计比较困难的复杂机械零部件，能够更好地完成产品设计和制造。

2.2工艺流程：

2.2.1.点云数据处理

用户可以利用中望3D的点云数据处理工具进行数据清洗、降噪、分割等操作，以便于后续的模型重建。

2.2.2网格生成

对于复杂的三维模型，中望3D能够自动识别特征并进行精细的网格划分，从而为后续的曲面重构提供高质量的数据基础。

2.2.3曲面重构

中望3D提供了丰富的曲面重构工具，如拉伸、旋转、平移等，可以帮助用户根据点云数据快速生成高质量的曲面。同时，中望3D还支持多种曲面拟合方式，用户可以根据需要进行选择。

2.2.4特征提取

中望3D具有强大的特征提取功能，可以从点云数据中准确地提取出复杂的几何特征。这些特征可以包括孔、凸台、槽等，用户可以利用这些特征来进行模型重建和优化。

3.技巧经验

2023年职业院校技能大赛“数字设计与制造”赛项，学生不仅需要运用所学的机电一体化知识，还需要熟练掌握各类软件工具，如中望CAD、中望3D，协同设计，中望zwteamworks，中望结构仿真等进行设计。这届比赛转为团体赛，难度更高，时间更长，涉及到的内容也更广，包括逆向建模、实物测量、装配、出2D工程图、动画和创新设计等，全部使用中望3D2023版。

3.1逆向建模是一种从实物模型出发，通过数字化手段构建其三维数字模型的过程。在这个过程中，选手需要对斜齿轮的结构和尺寸有深入的理解，才能准确地进行建模。此外使用阵列出逆向放样块组成斜齿轮。

3.2做逆向建模的一般思路是：先调正基准平面、然后构线，由线构面，由面成体。逆向建模最重要的就是平面坐标的位置，选好坐标的位置有利于后期的建模，也能确保模型的精度。

3.3其次就是画草图时的尺寸，草图的尺寸直接影响建模的精度，给的逆向模型精度好的话可以直接使用该逆向模型的截面线当草图进行建模。给的逆向模型精度不够则截面线只能用于参考，如果直接使用该逆向模型的截面线当草图创建得到的实体话，模型的精度有问题，且装配时难以添加正确的约束。

3.4一般简单的模型通过旋转和拉伸就可以建出该模型。复杂的模型就分开来画，先创建好可以直接旋转拉伸的坐标，做出模型的截面线用于参考，画出草图，精确尺寸做出能旋转拉伸的模型。不能直接拉伸旋转的就使用放样，曲面，拟合面等命令创建。使用放样和曲面命令时，要对该草图创建的曲线使用通过点打断曲线，这样能够选择方向，快速创建出模型。

4.中望3D和Geomagic Design X比较

中望3D和Geomagic Design X都是逆向建模软件，但它们在操作界面、功能定位和使用场景上有所不同。Geomagic Design X更侧重于处理复杂的STL和STP，可以进行更为精细的图像处理和编辑，而中望3D注重于从实物模型到数字模型的转换，自动识别和修复功能在处理复杂模型时更好一点。处理效果没有Geomagic Design X好，但是速度上在中望更加快捷。

5.结论

本文通过对中望3D逆向建模在职业院校“数字化设计与制造”中的应用技巧进行探讨，说明了中望3D在逆向工程技术中的重要地位和价值。通过利用中望3D的点云数据处理、网格生成、曲面重构和特征提取等功能，大赛学生选手可以快速准确地处理复杂的逆向建模问题，从而提高建模效率，提高比赛成绩。未来，随着逆向工程技术的不断发展，中望3D在其中的应用将会越来越广泛，对于提升职业院校技能大赛成绩具有重要意义。

参考文献：

[1]杨航.3D技术在机械零部件逆向工程中的应用[J].中州煤炭，2015（1）：92-94.

[2]韦迎，欧洪金，张云鹏，等.基于零件特征的逆向建模技术研究[J].装备制造技术，2023（4）：91-93.

[3]胡彦萍.3D扫描和逆向建模技术应用[J].机械工程与自动化，2019（12）.

[4]郭晓鑫.3D技术在机械零部件逆向工程中的应用与探究[J].现代制造技术与装备，2018第8期总第261期：93.

作者简介：王秋平（1971-），男，汉族，四川南充人，硕士，云南经贸外事职业学院讲师，研究方向：职业教育。