【正文】 重建技術(shù)”的總稱[10]。逆向工程的主要任務(wù)是將原始的物理模型轉(zhuǎn)化成為工程設(shè)計概念或數(shù)字化模型：一方面為提高工程設(shè)計及加工分析的質(zhì)量和效率提供充足的信息，另一方面為充分利用CAD/CAM/CAE技術(shù)已有的產(chǎn)品進(jìn)行再設(shè)計服務(wù)。硅膠模具與傳統(tǒng)模具制造技術(shù)相比，具有以下優(yōu)勢：（1）復(fù)印性能好，可良好地翻印母模上的細(xì)小特征，基本上無尺寸精度損失； （2）硅膠作為彈性體，可供制作形狀復(fù)雜樣件的模具，并且不需要設(shè)置拔模斜度就能脫模，大大簡化了模具設(shè)計； （3）硅膠模具的延展性、韌性好；（4）硅膠模具的離型性好；（5）耐高溫，可以直接澆注低溫合金或金屬；（6）生產(chǎn)周期短，一般僅為十幾個小時，甚至幾個小時；（7）制成的樣件產(chǎn)品性能，根據(jù)聚氨酯配比可直接與ABS、PE、PP等類比。硅膠模具技術(shù)是一種常見的快速軟模具制造技術(shù)。根據(jù)模具的使用壽命，快速模具的種類可以分為軟模具、中間模具和硬模具。而傳統(tǒng)的快速模具（例如中低熔點合金模具、電鑄模、噴涂模具等）又由于工藝粗糙、精度低、壽命短，很難完全滿足用戶的要求。直接金屬成形技術(shù)將會成為今后研究與應(yīng)用的又—個熱點；(7)進(jìn)行快速成形技術(shù)與CAD、CAE、RT、CAPP、CAM以及高精度自動測量、逆向工程的集成研究；(8)提高網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)的研究力度，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制[8]。隨著市場競爭的日趨激烈，該技術(shù)將會被越來越多的企業(yè)所采用，對企業(yè)的發(fā)展起到越來越重要的作用，并將給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。南京航空航天大學(xué)重點研究了SLS成形工藝。AUTOSTRADE公司（日本）使用680nm左右波長的半導(dǎo)體激光器作為光源，并開發(fā)出針對該波長的可見光樹脂。1988年，美國3D Systems公司率先推出快速原型實用裝置——激光立體造型即SLA(Stereo Lightgraphy Apparatus)，并以年銷售增長率為30%～40%的增幅在世界市場出售[5]?？焖俪尚渭夹g(shù)綜合了計算機技術(shù)、機械工程、CAD技術(shù)、逆向工程、分層制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)、激光技術(shù)等高新技術(shù)，可以自動、精確、直接、快速地將設(shè)計思想轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢üδ艿脑停蚩梢灾苯又圃炝慵?，從而為零件原型制作、新設(shè)計思想的校驗等方面提供了一種高效、低成本的實現(xiàn)手段[3]。針對本次課題，我主要側(cè)重快速原型和硅膠模具的制作這兩方面的研究。1 引言本次課題是基于SLA的快速模具設(shè)計與制造研究，并且選定了鼠標(biāo)作為本課題研究的初始實物原型。 鼠標(biāo)的初始實物 快速成形技術(shù)的背景快速成形技術(shù)又稱快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，簡稱RP)技術(shù)，誕生于20世紀(jì)80年代后期，是基于材料堆積法的一種產(chǎn)品設(shè)計與制造技術(shù)?？焖俪尚渭夹g(shù)在不需要任何刀具、模具及工裝夾具的情況下，直接接受產(chǎn)品的計算機輔助設(shè)計(CAD)數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)任意復(fù)雜形狀新產(chǎn)品的快速制造，快速制造出新產(chǎn)品的樣件、模具或模型，優(yōu)越性顯而易見。世界上，美國是最重要的RP設(shè)備生產(chǎn)國，％。在國內(nèi)，清華大學(xué)主要研究RP方面的現(xiàn)代成形學(xué)理論、SSM（slicing solid manufacturing）、FDM工藝，開展了基于SLA工藝的金屬模具的研究。華北工學(xué)院研究了基于SLS工藝的金屬零件的RP制造。同時，快速成形技術(shù)作為一門多學(xué)科交叉的專業(yè)技術(shù)，其本身的發(fā)展也將推動相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[7]。 基于快速成形技術(shù)的硅膠模型技術(shù)采用快速成形技術(shù)制造用于新產(chǎn)品開發(fā)與試制的技術(shù)稱為快速模具制造技術(shù)(Rapid Tooling，簡稱RT)。此外，傳統(tǒng)的快速模具常常因為模具的設(shè)計與制造中出現(xiàn)的問題無法改正，而不能做到真正的“快速”。模具相對壽命在200次以下定義為軟模具(Soft Tooling)，壽命在200～5000次定義為中間模具或過渡模具(Firm Tooling Bridge Tooling)，壽命在5000次以上為硬模具(Hard Tooling)。其定義為：以硅膠為基料灌入已固定原型的型框中，待硅膠硬化后沿分型面用刀具切開，取出原型，即得到模具。（8）成本低，硅膠模的制作費用要比傳統(tǒng)模具制作的費用低得多[9]。逆向工程是對產(chǎn)品設(shè)計過程的一種描述。 逆向工程的系統(tǒng)組成 逆向工程系統(tǒng)主要由3部分組成：產(chǎn)品實體外形的數(shù)字化、CAD模型的重建、產(chǎn)品樣本和模具制造。 （1）數(shù)據(jù)采集的方法數(shù)據(jù)采集的方法可分為接觸式采集法和非接觸式采集法。不同零件的材質(zhì)不同，曲面凹凸程度不同，其對照射光線的反射也會不同，而曲面上的反射光會影響2CCD傳感器檢測點數(shù)據(jù)?！包c云”是一種特殊的測量數(shù)據(jù)點，由激光掃描儀獲得，由于數(shù)據(jù)點的數(shù)量較通常的接觸式三坐標(biāo)測量機大得多，也稱海量數(shù)據(jù)或“點云”（Point Cloud），而且點云數(shù)據(jù)具有不同于接觸式數(shù)據(jù)的一些特點，因此其處理方式也不同。目的是去除誤差或噪音、數(shù)據(jù)精簡和抽取模型的特征信息，多數(shù)過濾都是針對掃描線數(shù)據(jù)的，如果數(shù)據(jù)點是無序的，將影響過濾結(jié)果[11]。在重新造型模式中一般流程如下：（1）在Pro/E中打開或插入所需的小平面特征，也可以是獨立的幾何特征。對于自由形式的曲面，還可使用“擬合”與“投影”工具?？稍谛∑矫嫣卣魃献詣觿?chuàng)建樣條曲線，然后可使用曲線或曲面的現(xiàn)有工具進(jìn)行修改曲面。執(zhí)行菜單欄中的“重新造型﹥重新造型分析”命令，在彈出的“重新診斷樣式”對話框中控制曲面和曲線的診斷顯示。它能對物體進(jìn)行高速高密度掃描，輸出三維點云以供進(jìn)一步后處理使用。采用這種測量原理，使得對物體進(jìn)行照相測量成為可能。 ，客戶區(qū)被固定分成四個區(qū)域，其中第一象限是掃描點云顯示區(qū)；第二象限是參考點管理區(qū)；第三象限是左攝像頭圖像顯示區(qū)；第四象限是右攝像頭圖像顯示區(qū)。 參考點 要完整地掃描一個物體，往往要進(jìn)行多次、多視角掃描，才能獲得整體外形的點云。 。 著色后的文件 （2）選擇套索工具，將文件中非鼠標(biāo)上蓋部分的點云刪除。（4）選取體外孤立點，在軟件運行結(jié)束后，把選出的點刪除。 （6）進(jìn)行全局注冊。 進(jìn)行封裝后的文件 （8）運用套索工具刪除文件中多余的三角片，將鼠標(biāo)上蓋的外殼修整得盡量平滑，以確保掃描得到的鼠標(biāo)上蓋外殼與模型的誤差不是很大。 修補空洞后的文件 （10）松弛邊界。 （13）選擇簡化，把百分比調(diào)為30%。 創(chuàng)建三個特征平面（15）創(chuàng)建好三個特征平面后，選擇對齊工具里的對其到全局，進(jìn)行平面對齊，這樣可以確保在后續(xù)的操作中將圖形導(dǎo)入到Pro/E中使坐標(biāo)對齊，輸入選為特征，XY平面和平面1創(chuàng)建對；XZ平面和平面2創(chuàng)建對；YZ平面和平面3創(chuàng)建對。 得到單方向的界面曲線 得到相交的界面曲線 （17）保存文件另存為，輸出對象為曲線對象，選項為僅限活動對象，點擊確定。由于鼠標(biāo)上蓋下部是近似垂直于底面的，故我們要先將鼠標(biāo)上蓋下部按此方法創(chuàng)建。 用曲面連接鼠標(biāo)上蓋兩側(cè)面 （6）使用邊界混合工具，選擇鼠標(biāo)上蓋頭部部分相鄰的兩直線及兩直線間的一條直線作為第一方向，進(jìn)行邊界混合，鼠標(biāo)上蓋尾部部分也是同樣的操作，這樣鼠標(biāo)上蓋的下半部分就創(chuàng)建好了。 鼠標(biāo)上蓋上部的輪廓線 （10）使用邊界混合工具，選擇上一步創(chuàng)建的鼠標(biāo)上蓋上部輪廓線作為第一方向，進(jìn)行邊界混合，需要注意的是，選擇曲線的時候，必須從一側(cè)向另一側(cè)依次選擇。 去除按鍵和鼠標(biāo)滾輪后的鼠標(biāo)上蓋 （14）選擇拉伸工具，以Front平面為草繪平面，繪制鼠標(biāo)上蓋與下蓋連接柱的輪廓線，保存草繪，選擇拉伸至選定的點、曲線、平面或曲面，選擇鼠標(biāo)上蓋頂面的下表面，保存，這樣就完成了鼠標(biāo)上蓋的繪制。選擇拉伸工具，以Front平面為草繪平面，選擇偏移工具，將外輪廓線分別偏移3mm和4mm，保存并向上拉伸4mm， 繪制與鼠標(biāo)上蓋的配合面 （17）繪制與鼠標(biāo)上蓋配合的連接柱。 繪制定位鼠標(biāo)按鍵的定位柱 （19）繪制線路板的定位框。 完成的鼠標(biāo)下蓋 （21）為保證鼠標(biāo)上蓋與下蓋的配合，我們需要將兩部分裝配起來，兩部分配合較好，基本符合要求。SLA技術(shù)是基于液態(tài)光敏樹脂的光聚合原理工作的。當(dāng)一層掃描完成后．未被照射的地方仍是液態(tài)樹脂。但這種方法也有自身的局限性，比如需要支撐、樹脂收縮導(dǎo)致精度下降、光敏樹脂有一定的毒性等。 設(shè)備設(shè)置點擊菜單：File Machine Setup。 切片屬性界面（5）其他選項默認(rèn)，設(shè)備設(shè)置完成。但由于本次在Pro/E中重建的模型質(zhì)量較好，并沒有出現(xiàn)錯誤，故不需手動修復(fù)。