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关 键 词：贵阳3D建模
行 业：IT 印制设备 三维扫描仪
发布时间：2019-12-10
NURBS对要求精细、弹性与复杂的模型有较好的应用，适合量化生产用途 。多边形网格建模是靠拉面方式，适合做效果图与复杂场景动画.综合说来各有长处。
传统文物保护需要的是完整、准确的数据，只有这样，历史建筑才得以原貌保留。因此，历史建筑保护经常面临着一个核心的问题，即历史建筑如何100%保留，同时准确记录信息。
重庆领航新智诚科技是由重庆政府空港园区管委会组织牵头的招商引资项目， 公司下设：工业设计中心、3D打印中心、CNC加工中心、新材料技术中心、快速模具技术中心、快速产品技术中心、产品应用服务中心等7个中心，公司紧随着国内开发制造业的发展新态势，紧贴《中国制造2025》的指导意见，扎根重庆，辐射大西南，放眼全球为各企业带来更多颠覆性的价值。
某汽车主机厂因为生产出来的成品车存在问题，因此因此要求质量部门进行整改。他们决定全面的检测模具、钣金件和白车身装配等各个环节存在的问题。
传统方式的局限
而传统的方式如三坐标的单点检测方式，既速度慢也无法现场检测，必须在恒温恒湿的实验室环境完成，这显然无法满足要求。因为此次要求检测的产品数量较大、产品多样，特别是白车身整车的检测更是无法胜任。
我们的方案
为此，我们推荐客户使用creaform的handyscan700进行模具和钣金单件扫描，白车身则配合使用Maxshot大尺寸摄影测量设备进行精度控制。高效而且完美的解决了他们此次检测的任务，得到客户了认可。
Handyscan 700手持式三维扫描仪
Maxshot光学坐标3D测量系统
扫描过程之中，我们首先在白车身上布置目标点、编码点，为整车建立内外统一的整体坐标系框架。然后用Maxshot光学坐标3D测量系统,将定位标点采集下来，给后面扫描仪用。
整体定位布点
拍摄定位点
获得统一坐标系之后，我们就对白车身的各个部分进行扫描，特别是针对客户关心的孔位进行精细的扫描，直到获取所有的所需的车身数据。
扫描现场
接下来，我们在Polyworks软件中，将扫描数据和数模根据定位基准孔进行对齐匹配。对齐完成之后，按照客户的要求出具整车对比的色彩图、点位偏差和孔位偏差等分析报告。
整车对比三维对比
点位偏差报告
孔位偏差报告
重庆领航新智诚科技是由重庆政府空港园区管委会组织牵头的招商引资项目， 公司下设：工业设计中心、3D打印中心、CNC加工中心、新材料技术中心、快速模具技术中心、快速产品技术中心、产品应用服务中心等7个中心，公司紧随着国内开发制造业的发展新态势，紧贴《中国制造2025》的指导意见，扎根重庆，辐射大西南，放眼全球为各企业带来更多颠覆性的价值。
逆向建模的一些常用技巧分享
我们用UG软件做逆向工程时，先用抄数机抄出来的点云进行处理，经过处理后的数据可以是薄稀的点云，也可以是线，也可以是STL小平面体。利用这些数据导入UG后，对产品的形状进行观察，观察产品是由哪几部分面所构成的，这些面如何做线做点要心里有底。做逆向无非就是做面，面是由线所构成，线由点构成。说起来简单，做起来不容易呀!看看我的一些小技巧吧!也许会给你带来很大的帮助!
▉通过点构造曲线
连线要做到有的放矢，根据样品的形状、特征大致确定构面方法，从而确定需要连哪些线条，不必连哪些线条。连线可用直线、圆弧、样条线。常用的是样条线。点与间隔尽量均匀，有圆角的地方先忽略，做成尖角，做完曲面后再倒圆角。因测量有误差及样件表面不光滑等原因，连成的曲率半径变化往往存在突变，对以后的构面的光顺性有影响。因此曲线必须经过调整，使其光顺。
1.在连线过程中，一般是先连特征线点，后连剖面点。在连线前应有合理的规划，根据此车的形状和特征确定如何分面，以便确定哪些点应该连接，并对以后的构面方法做到心中有数，连线的误差一般控制在0.4mm以下。
2.常用到的是直线、圆弧和样条线，其中常用的是样条线。阶次为3阶，因为阶次越高，柔软性越差，即变形困难，且后续处理速度慢，数据交换困难。
3.因测量时有误差以及模型外表面不光滑等原因，连成的样条线不光顺时还需要进行调整，否则构造出的曲面也不光滑。曲线的断开、桥接和光顺曲线等指令来进行编辑。
总之，在生成面之前需要做大量的调线工作，调线时可以使用曲率梳对其进行分析，以保证曲线的质量。
▉ 构造曲面
在构造曲面时，经常会遇到三边曲面和五边曲面。一般做条曲线，把三边曲面转化为四边曲面，或将边界线延伸，把五边曲面转化成四边曲面，用以重构曲面。构造完外表面，要进行镜像处理。在曲面的中心处常会出现凸起，显得曲面不光顺，一般都是把曲面的中心处剪切掉，然后通过桥接使之平滑。构造曲面时，两个面之间往往有“折痕”，曲面很不光顺，主要是因为两个面相切不连续造成的。解决这个问题，主要是做线时要注意与接触的相切，这样也有利于UG模具设计，构体当外表面完成后，下一步就要构建实体模型。当模型比较简单且所做的外表面质量比较好时，用缝合增厚指令就可建立实体。但大多数情况却不能增厚，所以只能采用偏置外表面。
传统的2D绘图存在着误差，这对历史建筑数据的采集很困难，既不准确，也不能复核，会导致设计的错误以及工期的延误，而以 BIM 制作出来的模型不但可免除传统2D绘图的误差，进一步视像化，加强各方之间的信息交流，传承文物建筑DNA。
重庆领航新智诚科技是由重庆政府空港园区管委会组织牵头的招商引资项目， 公司下设：工业设计中心、3D打印中心、CNC加工中心、新材料技术中心、快速模具技术中心、快速产品技术中心、产品应用服务中心等7个中心，公司紧随着国内开发制造业的发展新态势，紧贴《中国制造2025》的指导意见，扎根重庆，辐射大西南，放眼全球为各企业带来更多颠覆性的价值。
3D打印曾经“红极一时”,出现了诸如3D打印汽车零配件、打印航空发动机,甚至打印人体器官等,引来市场关注。而今,国内3D打印产业格局也初步形成,上至航空、军工,下至医疗、文创等,都能运用3D打印技术,正在推动着传统制造业的创新。有研究3D打印的专家表示,3D打印并不是制造业的对立面,而是“制造业创新的引领性共性技术”,目前需要加强3D打印技术与人工智能、大数据等技术的结合,助力传统制造向智能制造转型。
3D打印功能件。受访者供图
黑格科技将3D技术应用到了口腔领域。受访者供图
赋能
推动传统制造“华丽转身”
从耳机、珠宝到飞机、汽车,甚至是人类的牙齿、心脏等都可以打印出来。如今,3D打印正在让遥不可及的想象变成可能。据了解,这是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
记者采访了解到,初创企业佛山国恒科技就将该3D打印技术应用在了汽车、航空、航天、船舶、装备制造等市场中,主要为工业应用客户提供服务及设备,2017年实现营收700多万元。比如在汽车领域中,他们是为汽车企业提供自主研发的单件与小批量零件。“原来是通过传统工艺,其制作过程需要3-6月才能实现;现在通过3D打印技术仅需15-30天就能提供所需零件,大大节省了研发周期与制作成本。”国恒科技总经理陈耀波表示,如今汽车行业的快速发展也离不开此技术的推动。
陈耀波从事3D打印行业已有十余年。他向记者表示,3D打印技术在电子消费品方面,主要体现为桌面3D打印,目前已经在教育与创客中得到深入应用,而且成为实训教育的重要科目;工业方面的应用则已成为企业研发与实现个性化定制的主要手段。“目前由于效率与成本还未能融合在量产节拍中,之后只要材料实现普及化、设备节拍效率化,相信3D打印会成为工业生产主流生产中的一种先进技术。”
据中泰证券分析,3D打印核心价值体现在两个方面:一是传统生产方式不能生产制造的个性化、复杂高难度产品,通过3D打印技术都能够直接制造;二是虽然传统方式能够生产制造,但是投入成本太高,周期太长,通过3D打印技术可以实现快捷、方便、缩短周期、降低成本的目的。
“3D打印并不是传统制造业的对立面,而是制造业创新的引领性共性技术。”中国机械制造与自动化领域专家卢秉恒也曾表示,比如在航空航天领域,3D打印技术能将材料使用率从5%提高到85%,同时将制作周期由几个月压缩到几天。“3D打印技术是为制造业服务的。制造业需求大,3D打印技术肯定也能发展快。”
应用
医疗领域被业内所看好
据了解,目前3D打印技术已脱离初的华丽概念,正逐步应用到行业中,主要集中在消费电子产品、汽车、航空航天及医疗等领域。其中,医疗行业更是成为大多数创业者的选择。
广州的黑格科技就是一家以3D打印应用和数字化智能制造技术为核心的科技创新驱动型公司,口腔医疗是其一大方向。记者了解到,黑格科技有7位创始成员,皆来自全美公立大学排名前三的高等学府。还在国外留学时,以桂培炎为首的7位留学生就开始组建团队,自主研发3D打印技术。他们首先研发出来的是3D打印定制式耳机,并在半年内实现盈利。随后,他们参加了北美地区的创业比赛,赢得了名,引来风投机构关注。不过,几位90后留学生在2015年时还是选择了回国创业。
2017年,他们开始进军数字化口腔医疗行业,专注3D打印定制化牙科产品,如树脂牙、铸造牙、隐形矫治器、止鼾器等。“未来3D打印将会覆盖非常关键部位的诊断和治疗,比如在牙科领域可利用口腔扫描仪和3D打印机来应用,现场做数据分析、加工,在打印机上实时打印出来。”黑格科技创始人兼CEO桂培炎认为,同理,其他领域也将实现个性化的新革命。如今,通过自主研发的3D打印技术、数字化设备及智能化系统等,他们不仅深度布局了口腔医疗数字化转型的全产业链条,还涉及消费、电子等多个行业,赋能传统行业。
据了解,目前3D打印技术应用到医疗领域的案例也层出不穷,从假肢、矫形器、助听器到牙齿、心脏模型、支架等植入物打印。比如广州的华钛三维,就是用内嵌拓扑框架金属制成腰椎、膝关节、髋关节等。据其创始人朱献文早前在“广州之夜·创新英雄会”的分享,这样制成的骨骼因为特殊结构,可以和人体内的血液、组织长在一起。而在3D植入物打印之前,骨骼坏损大多植入的是不锈钢或钛网,不能在人体内长期保存。
在朱献文看来,3D打印大大降低了设计与制造的复杂难度,可以通过精密设计制造出传统工艺无法加工的复杂结构,并且具备成本低、生产周期短等优势,尤其适合动力设备、航空航天、汽车、医疗器械等高端产品上的关键零部件制造。
探讨
个性化生产面临考验
前瞻产业研究院数据显示,2016年我国3D打印行业市场规模达到了100.2亿元,2017年市场规模约为178.8亿元。不过,3D打印行业目前属于投入期,很多企业也面临研发支出高,盈利周期长的问题。
据南极熊3D打印统计,2018年上半年,新三板市场3D打印概念企业有17家。其中,做设备的占了绝大多数,如乐彩科技、光华伟业等;而做材料和服务的相对较少。盈利的企业有7家,如先临三维、联泰科技、天虹激光等,占比为40%;还有60%则处于亏损状态。
据了解,先临三维是3D打印全产业链布局为完善的龙头公司,目前已形成面向工业制造、教育消费、生物医疗等多个应用方向的3D打印产品,实现了较好的商业变现。2018年上半年,先临三维营收为1.45亿元,净利润为651万元。
记者梳理发现,天远三维、嘉一高科等则亏损较大。其中,天远三维是工业三维扫描设备及服务提供商,2018年上半年亏损了352万元,同比下降383.37%。年报显示,其研发上的投入增加了329.51万元。嘉一高科也从事扫描仪、应用等服务,2018年上半年亏损263万元。另外,该公司在2016、2017年也连续两年较大亏损。据了解,除了市场拓展力度不足外,其在“3D+医疗”及“3D+教育”的研发投入和业务平台建设支出较大,也是造成亏损的主要原因。
为何3D打印技术应用前景广阔,企业却难以盈利?据了解,除了研发上需要大量投入外,个性化也在面临考验。个性化原本是3D打印的很大特色,但也正因如此,企业很难进行规模量产。对此,广州形优科技有限公司总经理侯杰表示,在效率、速度及成本上,没有任何一项技术工具可以完全取代传统制造业。从业者的思维方式需要转变,3D打印并非任何行业都能应用,即便在技术上能够做到。
在陈耀波看来,现在只要基于“离散堆积”技术,基本都能实现3D打印方式,但由于该技术应用领域较为广泛,每个工艺也有自身材料与行业的融合方式。因此,谁能把材料突破或者创新,谁就能成为行业者。“行业企业还需要不断在新材料研发上进行努力。”
桂培炎也坦言,目前3D打印的应用市场正从设计环节的原型制作上升到定制化工具的生产制造阶段,但要真正实现批量生产,除了技术和材料性能提升外,生活应用场景的拓宽和挖掘都需要时间。
重庆领航新智诚科技是由重庆政府空港园区管委会组织牵头的招商引资项目， 公司下设：工业设计中心、3D打印中心、CNC加工中心、新材料技术中心、快速模具技术中心、快速产品技术中心、产品应用服务中心等7个中心，公司紧随着国内开发制造业的发展新态势，紧贴《中国制造2025》的指导意见，扎根重庆，辐射大西南，放眼全球为各企业带来更多颠覆性的价值。
三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命。它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势。三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高精度高分辨率的数字地形模型。
三维激光扫描技术是近年来出现的新技术，在国内越来越引起研究领域的关注。它是利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。由于三维激光扫描系统可以密集地大量获取目标对象的数据点，因此相对于传统的单点测量，三维激光扫描技术也被称为从单点测量进化到面测量的革命性技术突破。
三维扫描技术在文物建筑保护领域的应用有利于建立文物建筑数字化数据库，对文物建筑修缮、维护、保养、监测有重要意义。
2.BIM技术
建筑信息模型(BuildingInformation Modeling)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。
BIM 的理论基础主要源于制造行业集CAD 、CAM 于一体的计算机集成制造系统CIMS(Computer Integrated Manufacturing System )理念和基于产品数据管理PDM 与STEP 标准的产品信息模型。
由于国内《建筑信息模型应用统一标准》还在编制阶段，这里暂时引美国国家BIM标准(NBIMS)对BIM的定义，定义由三部分组成：
BIM是一个设施(建设项目)物理和功能特性的数字表达;
BIM是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从建设到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程;
在项目的不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。
传统文物保护需要的是完整、准确的数据，只有这样，历史建筑才得以原貌保留。因此，历史建筑保护经常面临着一个核心的问题，即历史建筑如何100%保留，同时准确记录信息。
传统的2D绘图存在着误差，这对历史建筑数据的采集很困难，既不准确，也不能复核，会导致设计的错误以及工期的延误，而以 BIM 制作出来的模型不但可免除传统2D绘图的误差，进一步视像化，加强各方之间的信息交流，传承文物建筑DNA。
重庆领航新智诚科技是由重庆政府空港园区管委会组织牵头的招商引资项目， 公司下设：工业设计中心、3D打印中心、CNC加工中心、新材料技术中心、快速模具技术中心、快速产品技术中心、产品应用服务中心等7个中心，公司紧随着国内开发制造业的发展新态势，紧贴《中国制造2025》的指导意见，扎根重庆，辐射大西南，放眼全球为各企业带来更多颠覆性的价值。
重庆3D打印公司改变未来过去5年，3D打印的市场一直在快速增长。着名的市场研究公司IDC在发表的一份研究报告中预测，2020年全球3D打印市场规模将由当前的159亿美元增长逾1倍至354亿美元——年均复合增长率为24.1%，其中打印机和耗材占约一半，其余的是软件和服务。
3D打印技术正改变未来
3D打印技术的到来，或许让众多深耕传统制造方式的企业绷紧了神经。但事实上，传统产业应该正视3D打印技术带来的便利性，而传统制造业的一切，现在正处于3D打印技术的改造之中。
1
中国不再是世界工厂
如今，几乎所有的商品上都印有“中国制造”。然而在未来，随着3D打印技术的发展和普及，本地化生产会变得十分广泛，中国从此将失去“世界工厂”的地位。就连《哈佛商业评论》也认同这点，几年前上面就有文章指出，3D打印的出现，将使得那些具备技术和成本优势的国家，重新走上工业生产道路。
2
大规模定制化
3D打印技术的本质，使得大规模定制产品成为可能。不管是打印500个不同风格的同一产品，还是打印同一风格的500种不同产品，3D打印机都能做到。在传统生产方式中，修改设计的成本十分昂贵。而使用3D打印，只要有设计软件，设计师就能几乎零成本修改设计，使得大规模定制化成为可能。
3
生产出前所未有的零件
传统生产方式中，零件越复杂，价格越高。比较复杂的零件，还必须分成多部分制造，又涉及到了额外的组装过程。而3D打印技术则能一次性解决这些问题，生产速度快，生产成本低，再复杂的形状也不是问题。
4
新材料不断出现
生产技术的变革，必然会促进材料技术的发展，这一点在3D打印技术上显得尤为突出。3D打印技术问世不过三四十年，出现的打印材料却有成千上万种。在未来，必将出现更多的新材料，满足生产技术的发展要求。
5
多材料产品比较先进的3D打印机已经能够同时打印多种材料，通过烧结、融化和混合，金属、塑料和玻璃等材料能出现在同一个打印品中。随着生产技术的发展，3D打印机将能够融合更多的材料，因此未来的产品将有多种材料组成。
6
资源消耗减少
众所周知，3D打印机制造的产品，在具备相同强度和耐久度的同时，使用的原料更少。因此，将来工业生产中的资源消耗会减少，生产成本也相应降低。
7
生产速度加D打印技术使得许多公司在生产原型产品时，不再需要经历复杂耗时的模具构造阶段，这将大幅度缩短生产时间。厂家能在一天甚至几小时内设计、打印并修改产品，直到终完成。
8
工业生产更加环保
3D打印技术不仅节能而且还省去了产品的运输过程，因此未来的工业生产将变得更加环保。在未来，人们的汽车可能就在镇上的3D打印工厂里生产，自己直接去厂里提车即可。这样的生产模式同样省去了储存费用，不仅如此，环保材料的开发，终将使得工业生产变得更加环保。
9
混合生产
前不久，就有新闻报道了一种综合了3D打印、数控机床和激光切割的一体机。3D打印的缺点在于，大多数情况下都需要对打印件进行后期处理，而数控机床的优点这是如此，二者恰好可以互补。未来的工业生产将综合多种技术，取长补短，获得优化的生产技术。
10
供应链发生改变
越来越多的公司应用3D打印技术，本地化生产网络逐渐成型，供应链和供应方式也将发生改变。有些供应链会发生变革，有些可能会直接消失。只要有3D打印机、原材料和设计软件，生产商就无需依赖传统供应链，商品完全可以在本地生产。未来的供应链必须变革才能适应3D打印发展的大潮流。
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