淺析逆向工程下的模具設計范文

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摘要：通常情況下，模具企業(yè)對塑料產品的模具設計和生產有著成熟的設計經驗和標準化生產流程，但隨著個性化的產品越來越多和生活節(jié)奏的加快，生產廠家需要能夠將產品快速投入市場，從而贏得商機。逆向工程技術的應用，能為為企業(yè)探索一種塑料產品快速投放市場的途徑。

關鍵詞：塑料逆向；CAD/CAE；3D掃描

科學技術不斷發(fā)展的同時，模具的新技術也發(fā)生了較大的變化，包括模具的設計與制造。今后的模具設計與制造不能僅憑經驗去生產，特別是在市場競爭比較激烈的情況下，競爭力強的企業(yè)往往能抓住先進的技術去發(fā)展。本文主要介紹國內外逆向工程技術的研究現(xiàn)狀，闡述逆向工程技術的方法和實現(xiàn)步驟，進一步說明逆向工程技術對模具設計的意義。

1國外基于逆向工程的模具設計研究現(xiàn)狀

近年來，隨著發(fā)達國家對模具技術的開發(fā)，產品能夠在較短的時間內順利交付，贏得市場。主要是把諸多先進技術融入模具的生產，比如逆向工程技術和計算機輔助技術等。日本在20世紀60年代初提出了將國外先進技術產品引進國內，專家重點研究其工作原理，慢慢將這些產品國有化，并進行創(chuàng)新，最后加工生產出口國外。要實現(xiàn)國產化，迫切需要對別國產品進行消化、吸收和改進。此時，逆向工程這一技術就隨之產生了。逆向工程技術的發(fā)展，國外出現(xiàn)了許多與逆向工程技術的軟件。比較有代表性的是美國EDS公司的基于四邊域的Image-wareSurfacer，Imageware具有強大的測量數據處理、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，相關的逆向工程軟件在國外90年代初期已經成熟運用。現(xiàn)在，歐美發(fā)達國家除了應用逆向工程技術外，CAD/CAM/CAE軟件在模具生產企業(yè)中應用更加廣泛，而且還能根據自身生產的規(guī)范和特點，對軟件進行二次開發(fā)，達到自己設計模具的標準，進一步提高模具設計效率。所以發(fā)達國家早已脫離手工繪制模具設計圖，采用無紙化設計的水平遠高于我們國家的水平。

2國內基于逆向工程的模具設計研究現(xiàn)狀

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

3基于逆向工程的模具設計研究方法

隨著技術不斷進步，對于大型精密模具的開發(fā)和生產，為了縮短模具的生產周期和節(jié)約生產成本，先要對產品結構進行驗證，也可以通過3D打印技術，將產品打印成型，研究產品的沖壓工藝或者是模塑工藝，然后利用逆向工程技術將打印成型的產品反求[2-3]。逆向工程的主要方法有以下幾點：1）運用3D掃描儀對物體進行數據采集。2）對采集的數據，探討數據的修補與處理方法，結合軟件，獲得數模。3）利用分析軟件，分析注塑工藝產生的問題，并提出必要的優(yōu)化方案。實現(xiàn)產品的逆向工程及研究方法，需要專業(yè)的硬件，如天遠三維掃描儀OKIO，輔件有標定塊、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值；第二步：對數據進行處理，按測量數據的需要對其進行分割，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據；第三步：利用逆向工程軟件，對數據進行面的擬合，復原原形表面的CAD模型；第四步：對復原的CAD模型進行比對，驗證與原形的重合度，確定各項指標或精度是否滿足要求，對不滿足要求的重復以上過程，直至達到零件的逆向工程設計要求。

4基于逆向工程的模具設計研究意義

隨著塑料工業(yè)的進步，在汽車、電氣、機械、光學、醫(yī)學等領域用塑料成型的制品代替了相關的零件，在各行業(yè)中得到了越來越廣泛的應用。同時工業(yè)塑料在轉變?yōu)楫a品的過程中，其速度在加快，產品的結構不斷優(yōu)化，產品的功能日益增強。為了適應人類生活的節(jié)奏和滿足人們對市場產品的要求，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，才能使產品在較短的周期內流通于市場，才能得到市場的檢驗和認可[6]。

5結論

競爭是市場經濟發(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)實的設計方式已經很難滿足新的市場競爭要求，而逆向工程技術與傳統(tǒng)的正向設計方式不同，是對已有新產品進行解剖，獲得產品的設計信息，并在此基礎之上進行再設計，很大程度上縮短了新產品的開發(fā)周期。

參考文獻：

[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，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.反求工程技術研究[J].機械工程與自動化，2009(4)：196-197.

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

[5]唐嘉彤.手機面板框注塑模具設計與CAE分析[D].天津：天津大學,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：江蘇省常州技師學院