混合建模与Geomagic设计X

混合建模与Geomagic设计X
大多数CAD用户都熟悉使用传统CAD工具对有机形状和复杂曲率进行建模的相对困难。虽然一些CAD程序和逆向工程程序有自动堆焊技术来更好地处理这些几何图形,但它们不利于下游编辑。它们通常也不能创造出完美的棱形特征,比如真正的平面面和圆柱体。因为它们是基于样条的,所以它们也很难定义尖角。这使得它们通常不适合表达匹配表面、机械功能区域和其他需要完美定义的关键特征。此外,这些表面技术往往复制部分在其确切的状态,以及潜在的不良特征,如分型线,标志,零件编号,不完美和损坏的区域。它们不允许建模者使用设计意图来指导建模过程,直观地了解原始设计师的意图,以避免再现许多制造过程中固有的缺陷。通常,最好的解决方案是一种称为混合建模的方法,在这种方法中,传统的实体建模与自动堆焊技术相结合。混合建模可以在需要的地方产生真正的参数化特征,同时克服了堆焊工具的局限性,并且无需花费过多的时间复制更困难的有机区域。我们将使用Geomagic 3D扫描软件进行我们的混合建模。geomagic-hybrid-modeling-1

这个假体装置的测试装置在形状上主要是有机的,但有几个重要的匹配特征,如平面、圆柱体和球形插座,需要真正的CAD定义。

做一个重复

在与世界原点初始对齐后,第一步是在我们进行任何更改之前复制扫描数据。我们想要一个处于原始状态的副本,可以用于适合CAD主体进行后期切割,而第二个副本,我们将首先删除某些特征,这些特征将使用从第一个副本中提取的CAD主体进行复制。

准备模型的表面

隐藏我们的备用副本后,我们可以继续删除关键特性,使用命令,如Defeature, Erase和Fill Holes。一开始去除这些区域将产生更好的表面效果,之后更容易切割。在下面的例子中,我们使用套索选择模式来选择和删除所需的特性,然后在多边形选项卡中使用填充孔工具填充它们。geomagic-hybrid-modeling-2

自动堆焊最适合水密(无孔)模型,所以在这里我们擦除了某些特征,并填充了剩余的孔。稍后,我们将使用适当的CAD体来复制它们。

Auto-Surfacing

有了模型的特征,我们可以进行表面处理。在Design X中有各种各样的自动表面工具,包括阁楼向导和网格适配工具,但在本例中,我们在精确表面选项卡中使用了自动表面命令。自动堆焊将整个模型包裹在NURB表面(4边贴片)中,产生一个表面实体,或哑实体。geomagic-hybrid-modeling-3

自动界面完成。虽然这些表面物体没有特征树,但它们可以被视为实体,并用于布尔(切割和组合)操作。

复制关键功能

现在,堆焊阶段已经完成,我们可以通过从第一次未编辑扫描中提取它们来创建我们的关键CAD特征。

Auto-Segmenting

我们通过取消隐藏第一个未编辑的网格并在Home选项卡中运行Auto-Segment命令开始这个过程。自动分割是一种特征识别方法,它可以对扫描数据进行分析,识别圆柱、锥体、平面等标准特征,并将其划分为不同的区域,用随机分配的颜色表示。现在可以以各种方式使用这些区域来驱动建模过程。虽然这些区域与Design X中的许多工具和向导一起工作,但在本例中,我们使用了Model选项卡中的Solid Primitive工具。geomagic-hybrid-modeling-4

这个网格已经被自动分割成彩色区域,通过选择一个彩色区域并使用Solid Primitive选项提取它们,圆柱体已经自动适合于扫描数据。

插入固体特性

使用Solid Primitive选项,我们可以定义想要提取的特征类型,并选择想要提取每个特征的区域。除了插入这些基本形状,我们还可以使用区域组来定义草图平面和切割平面,以实现更高级的建模。在提取了所有关键特性之后,我们现在可以取消隐藏自动浮出模型,并开始使用我们提取的特性对其进行切割。geomagic-hybrid-modeling-5

被插入的“工具”体切割的自动表面“目标”体。

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在用同样的方法切割更多的切片后,我们运行了精度分析仪,以确保生成的模型与扫描数据紧密一致。

作为最后一步,我们可以使用精度分析器来确认我们创建的模型的准确性。混合模型现在可以作为许多可用文件类型中的一种导出,或者直接转移到CAD程序中。

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2020年1月21日
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