随着逆向工程技术的逐渐完备,其应用的领域也越来越广泛,结合三维图像处理技术的高速发展,使得点云数据处理的相关技术也得到了进一步提升。对于一些具有自由曲面的数据模型,都可以通过采集点云数据获得模型信息,从而减少产品在设计、开发以及后续优化中的成本。但对点云模型在进行数据处理时,目前的处理方法并未对具有曲面类特征的点云处理技术开展研究。针对现阶段曲面点云模型存在的边界特征量识别少,残缺模型精简边界失真,重构模型及成型验证的问题,以及为后续的处理技术提供数据保障。本课题在对点云数据进行邻域空间关系构建的基础上,开展了一系列研究。主要研究内容有两大部分:对具有曲面特征的薄壁类残缺点云数据进行了边界及邻域特征识别、数据精简研究和对封闭曲面实体点云模型进行了重构策略及成型实验研究,具体研究内容如下:（1）提出了一种对于薄壁类曲面点云模型边界特征检测及其邻域数据识别算法,通过点云的法向量夹角作为特征检测算子,然后利用欧氏距离搜索特征近邻数据点,实现对残缺模型边界及邻域特征点的识别。该方法在根据法向量识别边界特征点的基础上,可以识别保留更多的边界特征数据点,以减小识别误差,提高后续处理效率和精度。（2）目前,大多数点云数据精简方法是针对完整模型整体的精简方法。但是如果数据出现丢失,产生孔洞现象。这就需要在进行点云数据精简时,不仅要保留模型原始边界特征点,还要保留孔洞邻域特征点,以方便后续点云孔洞修补等。为此,针对薄壁类残缺的曲面点云模型提出了一种保留其边界以及孔洞邻域特征点的数据精简方法。以平均曲率作为数据精简阈值,实现对非特征区域数据的精简,最后将提取到的特征数据点与精简后的非特征数据点融合,实现对非特征点最大可能精简又保证了边界及其孔洞邻域特征的不丢失,且精简后的标准偏差以及曲面表面积变化率优于随机精简和曲率精简两种方法。（3）针对封闭的曲面点云模型重构策略及成型试验的研究,以按摩器为例,借助3D打印技术,实现了塑料产品快速设计与制造,总结了对于具有复杂曲面塑料产品重构策略及成型试验中的技术要点。首先,利用激光扫描仪,结合Geomagic Wrap完成实体点云数据的采集,以及模型数据的预处理。其次,借助Geomagic Design X软件,通过三维曲面拟合的方法来实现按摩器模型的重构。通过曲面拟合的方法创建曲面实体,减少了传统模型重构方法中的布尔运算,最大限度地重构其原本曲面几何特征。将重构的实体模型与采集处理后的点云数据进行误差对比,验证了该模型重构方法的可行性。最后通过对目前常用的3D打印工艺分析,选用熔融沉积工艺的3D打印机,结合模型在实际中的应用,从三个不同成型方向进行产品试制。