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三维技术在我国的应用

发布时间:2011.05.04 新闻来源:柯尼卡-美能达 浏览次数:

三维扫描仪的应用

    在传统的工业设计中,要生产一件产品,首先要由设计师提供外观图纸,然后由工厂的老师傅或技师用黏土将产品形状用手捏出来,再以土法炼钢的方式制作出造型近似的模具,其中的过程十分复杂而且无法产生CAD/CAM(计算机辅助设计制造)所需的数据。 现在只需使用三维扫描仪就可以轻松复制产品。

为了解决以上问题,逆向工程技术由此产生。

    据业内人士介绍,只要一台三维扫描仪或者三坐标测量仪,就可以对物体的表面进行全面的3D扫描或测量。现如今,一台先进的3D扫描仪可以以每秒数十万个点的扫描速率获得物体表面的三维点数据,再利用逆向工程软件对数据进行整理、编辑,获取所需的三维特征曲线,最终得出可以准确表达物体外形的数学模型。工程师在此基础上,根据需要把模型进行简单的修改和调整,传到一般的计算机辅助设计系统,再由数控机床加工出精度很高的模具。

    很多以往无法获得的物体外形数据,或者需要耗费大量时间、精力才能完成的模具制造过程,通过逆向工程技术都可以变得简单、快速而精确。如今,从机车零件、运动器材、医疗辅具等工业产品的精密设计加工,到人头像、人造腿骨、齿模等复杂曲面的准确测量,这一技术都得到了广泛的应用。

    作为中国引进与使用三维数字化技术最早的地区之一,珠江三角洲一带的小厂、小作坊中的普通工人每人掌握一到两种三维数字化软件绝对不是什么新鲜事。”山东科技大学机械电子工程学院副院长钟佩思教授说,这些厂家通过应用三维数字化技术,以极低的成本模仿主流品牌产品的外观或功能,从而可以快速占领需求正旺的中低端市场。

      3D技术的革新和运用,如果只是被一些企业用来提高外围模仿能力,那绝对是大材小用了。事实上,三维扫描仪已经成为现代产业的基础性工具,在研发创新中发挥着不可取代的作用。

    去年国庆60周年庆典上,中国空军的王牌“空警2000”预警机闪亮登场,赢得一片喝彩。其实,早在上世纪60年代末,我国就曾开展预警机研制,但因解决不了关键的技术问题而中途夭折。2001年,三维数字化技术被引进预警机研制流程中,科技人员通过采用三维数字化设计,以电子样机代替物理样机,在看不见的电磁频谱空间,完成了电磁兼容性控制,一举突破技术瓶颈,推动了我国预警机技术的发展。

    “空警2000”的成功研制只是三维数字化技术在国家重点项目领域成功应用的一例。中国工程院院士、“863”计划先进制造与自动化领域专家委员会主任孙家广认为,现代产品的创新设计离不开三维CAD,因为只有三维CAD才能进行结构设计、强度设计、外形设计以及优化设计等,从某种意义上说,没有三维CAD就没有创新设计。

     国家制造业信息化科技工程专家组组长、全国3D大赛组委会副主任杨海成教授把三维数字化技术形容为信息化条件下新“工程师语言”。他表示,制造业是我国国民经济的主要支柱。三维CAD/CAM软件是制造业提升产品创新能力的关键支撑性软件,应用三维CAD/CAM技术,可以大大缩短设计周期,降低研发成本,提高研发质量,设计与加工复杂曲面,是航空航天、装备、汽车、造船、电子、消费品、模具等制造行业的企业应对经济危机挑战,满足客户个性化需求的必备工具软件。如果没有三维数字化技术与人才,产品创新、产业升级将无从做起,提升中国制造业水平就成了一句空话。

    国内三维技术的发展仍需加强,相比国外技术,如日本柯尼卡美能达三维扫描仪等,其技术领先于我国,为了促进我国发展,技术创新仍是目前面临的问题

 

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