高光表面物体的三维扫描测量及基于3D打印的成型质量研究

来源 :浙江海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:water15
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在目前的经济社会中,有很多的产品仅仅是因为零件的局部破损而导致了整体的失效,这类产品若直接报废,则会导致资源产生很大的浪费,同时对环境也产生极大的破坏,因此需要研究如何将这些产品进行修复,使其恢复工作能力,这对经济发展具有极其重要的意义。逆向工程技术能够快速获取物体的三维数字化模型,3D打印技术能够实现物体的快速成型,且成型过程中材料浪费极少。因此,本文将逆向工程与3D打印技术加以结合,开展破损零件修复的研究工作,将局部有破损或磨损的零件加以修复,使其恢复正常工作能力。基于此,本文对逆向工程与3D打印技术的结合应用进行研究,系统论述了其主要技术原理与软硬件组成,然后选取了茶叶罐盖子与空气泵上机体两款物体以验证逆向工程技术高精度与高复杂程度效果的可实现性。在此基础上,对一款由于局部破损而失效的涡旋盘进行修复研究,使用喷涂显影剂法消除其表面高光,然后进行三维扫描获取其表面三维点云数据,并在逆向工程软件中进行预处理、逆向建模以及精度分析等工作,获得破损涡旋盘的完整三维模型。最后,基于该涡旋盘的组成材质,采用3D打印技术中的电弧增材制造技术对涡旋盘进行修复成型,并配合后期机加工实现破损涡旋盘的最终修复。这套完整的技术流程具有极高的技术可迁移性,对于未来这一领域的研究有着重大的参考价值。本文研究了基于逆向工程技术的破损零件实体模型的获取,并以3D打印技术为手段,结合所获取的三维模型规划修复路径,最终使得失效零件得以修复。相较于传统正向加工零件产品,通过逆向工程与3D打印技术修复零件所耗费的能量以及有害气体的排放量都大大减少,与绿色制造的理念相吻合,有助于更进一步提高产品循环利用效率。
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