目錄1.綜合實踐的目的與意義2
2.雷射三維掃瞄器原理，資料採集過程與方法3
3.點雲資料逆向建模過程4
4.正向設計4
5.3d列印成型與型別及特點5
6.雷射內雕技術原理與雷射內雕工藝品製作過程6
7.綜合實踐小結7
8.參考文獻8
1）綜合實踐的目的與意義
材料成型及模具設計綜合實踐目的是幫助學生綜合應用和鞏固本專業的基礎理論和專業知識，通過模具零件的三維掃瞄，三維模型重建，資料傳輸及快速成型製造，使學生熟悉三維掃瞄器的使用及點雲資料的重建，了解相關的快速成型裝置並且掌握相關快速成型裝置的使用與操作。在這次為期兩個星期的綜合實踐中我們主要接觸的先進製造技術有逆向工程，三維雷射列印等。之前在課堂上學習的主要都是理論知識，而這次的綜合實踐可以讓我們把理論知識運用到實踐中去，同時在實驗中更加加深對理論與實際的結合，使學生對知識的掌握更透徹靈活。
雖然學校的時間只有兩周的時間，我們只能接觸到模具和先進製造技術的冰山一角，但是這卻激發了我們了解先進技術的契機，讓我們知道當今製造業在先進技術以及模具上的發展趨勢。隨著市場需求個性化與多樣化，未來先進製造技術發展的總趨勢是向精密化、柔性化、網路化、虛擬化、智慧型化、清潔化、整合化、全球化的方向發展。先進製造技術的主要特點是它不是一成不變的，是乙個動態的過程，它是在不斷吸收其他學科的基礎上發展壯大的；先進製造技術也不僅限於製造本身，它涉及到產品從市場調研，產品設計，工藝設計，售後服務等產品壽命週期的所有內容；另外它相比其他製造更加強調對環境的保護，做到綠色開發。
在這次的綜合實踐中，資訊科技對實踐的完成有非常重要的推動作用。不管是正向設計或者是逆向設計都需要計算機的輔助，可見資訊化是先進製造技術乙個重要的發展方向。其次產品的生產正朝著精密，精確，無汙染及耗能少發展。
例如在三維列印同學們畫出的模型例如房子，挖掘機時列印出的產品十分精確，精密度也很高外表面很光滑沒有普通零件加工會產生的粗糙或者零件尺寸不精確的情況。這也是讓製造業向前發展的乙個很大推動力。另外在這次的實踐中給我乙個很深刻的感覺是這次的模具及先進製造技術試驗不同於以往我們大
一、大二的實訓，這次的實驗裝置更精密高階同時試驗的環境也更整潔並且不需要太多的體力操作。從中可以看出先進製造技術的一大特點就是綠色製造並且減少體力勞動的付出，主要讓機器代替了人的手動操作，在機器製造產品的同時操作人員則可以做其他工作，這就提高了工作效率。
雖然短短兩個禮拜的時間並不能讓我們真正全面掌握老師希望我們了解的內容，但是有了這樣的乙個過程可以激發我們的興趣，為我們以後進一步了解這種技術提供了乙個很好的平台，相信通過這兩個禮拜的接觸同學們多少會了解一些原理以及設計軟體等，這也就達到了此次綜合實踐的目的與意義。
2）雷射三維掃瞄器原理，資料採集過程與方法
三維雷射掃瞄技術是上世紀九十年代中期開始出現的一項高新技術，是繼gps空間定位系統之後又一項測繪技術新突破。它是利用雷射測距的原理，通過記錄被測物體表面大量的密集的點的三維座標、反射率和紋理等資訊，可快速復建出被測目標的三維模型及線、面、體等各種圖件資料。由於三維雷射掃瞄系統可以密集地大量獲取目標物件的資料點，因此相對於傳統的單點測量，三維雷射掃瞄技術也被稱為從單點測量進化到面測量的革命性技術突破。
該技術在建築、規劃、土木工程、室內設計、建築監測等領域也有了很多的嘗試、應用和探索。三維雷射掃瞄系統包含資料採集的硬體部分和資料處理的軟體部分。按照載體的不同，三維雷射掃瞄系統又可分為機載、車載、地面和手持型幾類。
應用掃瞄技術來測量工件的尺寸及形狀等原理來工作。主要應用於逆向工程，負責曲面抄數，工件三維測量，針對現有三維實物（樣品或模型）在沒有技術文件的情況下，可快速測得物體的輪廓集合資料，並加以建構，編輯，修改生成通用輸出格式的曲面數位化模型。
目前雷射三維掃瞄器的分類主要有按測量方式以及用途來分類；按測量方式主要有基於脈衝式；基於相位差以及基於三角測距原理。而按用途可分為室內型以及室外型。
雷射三維掃瞄器
本小組逆向設計三維圖及其他小組模型
3）點雲資料逆向建模過程
首先我們先了解一下點雲資料的含義，點雲資料主要是指通過3d掃瞄器獲取的海量點資料。掃瞄資料以點的形式記錄，每乙個點包含有三維座標，有些可能含有顏色資訊或反射強度資訊。點雲資料除了具有幾何位置以外，有的還有顏色資訊和強度資訊。
顏色資訊通常是通過相機獲取彩色影像，然後將對應位置的畫素的顏色資訊賦予點雲中對應的點。強度資訊的獲取是雷射掃瞄器接收裝置採集到的回波強度，此強度資訊與目標的表面材質、粗糙度、入射角方向，以及儀器的發射能量，雷射波長有關。在本試驗中因為用的是雷射三維掃瞄器，所以得到的資料稱為密集點雲。
主要的過程就是利用雷射三維掃瞄器將要做的產品原型掃到電腦裡，重點是要在原型各處做好記號以避免未掃瞄或重複掃瞄並且要確保整個元件都掃瞄到。之後把掃瞄件通過geomagic軟體成型進行修整使其外觀達到較光整的狀態，在使用ug軟體對元件進行進一步的加工例如抽殼，做螺紋，或者是根據每件產品的要求不同對其做更該，使產品達到最好的狀態。
4）正向設計
本小組正向設計的產品是挖掘機的履帶部分。挖掘機的履帶是為了使挖掘機更好的適應不同的環境而設計的，履帶可以更方便的跨越山坡，泥地這些惡劣的環境，並且在下雨天可以防止打滑，漂移這些情況，運用的範圍更加的廣泛。本小組在做挖掘機履帶時首先是根據老師所給的外形大致的了解整個履帶的框架，之後就是在網上蒐集一些關於挖掘機的尺寸用ug軟體畫出來，在畫履帶你的三維圖時最重要的是支撐軸，轉向軸的位置，只有定位準確了才能使履帶可以移動而不僅僅是乙個固體。
在畫履帶時遇到最大的問題是關於定鏈條尺寸的問題，因為整個履帶中有非常多的鏈條一節一節組成，所以要保證整個鏈條最後可以連線起來就意味著尺寸的計算一定要準確。另外，因為我們的挖掘機履帶部分是和另一組的挖掘機機身相互連線配合的，。還有就是最後打出來的挖掘機是要求可以活動的，而不是乙個整體所以各個零部件之間的裝配關係十分重要。
經過老師的知道以及不斷地改進最後才能完成了履帶部分的設計。
本小組的挖掘機履帶部分設計
五）3d列印成型原理與型別及特點
現在所說的3d列印與普通列印的工作原理基本相同，只是列印材料有些不同，普通印表機的列印材料是墨水和紙張，而3d印表機內裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的「列印材料」，是實實在在的原材料，印表機與電腦連線後，通過電腦控制可以把「列印材料」一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。也就是說3d印表機是可以直接「列印」出真實的3d物體的一種裝置，比如列印乙個機械人、玩具車等等。之所以通俗地稱其為「印表機」是參照了普通印表機的技術原理，因為分層加工的過程與噴墨列印十分相似。
3d列印存在著許多不同的技術。它們的不同之處在於以可用的材料的方式，並以不同層構建建立部件。3d列印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不鏽鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。
此外3d印表機的列印成型特點還有如下特點：
1、標準的工程熱塑性塑料，如abs可以用來生成帶有結構功能的模型；
2、可以使用兩種材料，可選柵格結構充當填充；
3、加熱後的熱塑性塑料細絲像擠牙膏一樣從噴嘴擠出；熱塑性塑料到達較低溫度的工作環境平面後迅速冷卻固化。
3d列印的主要型別有3dp 技術，fdm快速成型技術，sla快速成型技術，sls選區雷射燒結，dlp雷射成型技術和uv紫外線成型技術等。這裡主要詳細介紹fdm快速成型技術以及sla快速成型技術。fdm快速成型技術是將絲狀的熱熔性材料加熱融化，同時三維噴頭在計算機的控制下，根據截面輪廓資訊，將材料選擇性地塗敷在工作台上，快速冷卻後形成一層截面。
一層成型完成後，機器工作台下降乙個高度再成型下一層，直至形成整個實體造型。其成型材料種類多，成型件強度高、精度較高，主要適用於成型小塑料件。sla快速成型技術是以光敏樹脂為原料，通過計算機控制雷射按零件的各分層截面資訊在液態的光敏樹脂表面進行逐點掃瞄，被掃瞄區域的樹脂薄層產生光聚合反應而固化，形成零件的乙個薄層。
一層固化完成後，工作台下移乙個層厚的距離，然後在原先固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態樹脂，直至得到三維實體模型。該方法成型速度快，自動化程度高，可成形任意複雜形狀，尺寸精度高，主要應用於複雜、高精度的精細工件快速成型。
6）雷射內雕技術原理，與雷射內雕工藝品製作過程。
雷射內雕技術是使雷射的能量密度必須大於使玻璃破壞的某一臨界值，或稱閾值，而雷射在某處的能量密度與它在該點光斑的大小有關，同一束雷射，光斑越小的地方產生的能量密度越大。這樣，通過適當聚焦，可以使雷射的能量密度在進入玻璃及到達加工區之前低於玻璃的破壞閾值，而在希望加工的區域則超過這一臨界值，雷射在極短的時間內產生脈衝，其能量能夠在瞬間使水晶受熱破裂，從而產生極小的白點，在玻璃內部雕出預定的形狀，而玻璃或水晶的其餘部分則保持原樣完好無損。
此次的雷射內雕工藝品製作首先需要同學們提供一張**，然後將其複製到和雷射內雕機相互連線的電腦上去，通過調整**的大小以及**之間的距離和畫素使**達到自己想要達到的清晰度等一些數值，隨後就可以有雷射內雕機雕刻出來。
本小組雷射內雕產品梅西
7）綜合實踐小結
兩個禮拜的綜合實踐很快就結束了，通過這兩個禮拜的實踐讓我了解到了關於三維雷射掃瞄，逆向工程設計，雷射內雕技術以及各種軟體的使用。在第一天的實踐中我們主要是了解了一下實驗室的安全守則，雖然這占用的時間不多但是其實是非常重要的乙個環節。因為任何不正當的使用不僅會損壞機器更加有可能會導致人員受傷。
在平常的學習生活中我們比較多接觸的有ug軟體及cad畫圖軟體，但是這次的實踐中我們還學習到了geomagic軟體是一種專門用於逆向設計的軟體，並且熟悉了它的使用方法。在把產品原型掃瞄到電腦上時更加要注意把整個模型都掃進去，讓我們懂得在做事情時更加細心仔細。而對掃瞄進電腦的原件並不是能直接列印出來的而是需要更多的用軟體操作，修改才能使最後做出來的產品更接近原件。
，然後再用ug軟體進行瓶蓋的重畫以及螺紋的加工。如果逆向工程是讓我們接觸到以前沒接觸的裝置，那麼正向工程則是對ug畫圖軟體更深一步的自學以及如何在沒有圖紙的條件下自己去設計乙個零件，讓我們不是單純的照圖畫圖而是更深入到了設計的地步為以後的畢業設計做準備。對於雷射內雕技術，雖然我們經常會看到商店裡在賣這種工藝品但是這次卻給了我們了解此類工藝品產生的過程以及原理。
雖然這次只是做了乙個工藝品但是相信以後這種技術還會被利用到各種的行業中來尋求更大的發展。但是由於實驗室的裝置有限，所以並不是每個人都能自己動手操作讓人覺得有點遺憾，希望在以後的實踐中可以讓更多的同學自己去接觸並動手來做實驗。
先進製造與模具技術綜合實驗作業要求
作業內容 每人乙份列印後按學號順序上交 1 簡述本課程的目的與任務 2.簡述本課程的實驗模組與實驗內容 3.你對對逆向工程技術 快速成型技術 快速模具技術 雷射焊接技術 雷射衝擊技術等先進製造技術 任選其一 的理解與認識 4.以自己參與的產品開發設計為例談談你對先進製造與模具技術的過程與體會 內容要...
先進製造技術
先進製造技術院系 專業 姓名 學號 輔導教師 一 前言 二 目錄 一 先進製造技術及其主要特點 1 先進製造技術的定義。2 先進製造技術產生的背景。3 先進製造技術的特點。二 先進製造技術的構成及分類 1 先進製造技術的構成。2 先進製造技術的分類。三 先進製造技術的現狀及發展趨勢 1 世界製造業現...
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上課期間講了重點講了兩個關於 先進製造技術 這門課程裡的重點，第乙個是精密和超精密切削加工。精密和超精密切削加工是在傳統切屑加工技術基礎上，綜合應用近代科技和工藝成果而形成的一門高新技術，是現代軍事電子裝備製造中不可缺少的重要基礎技術。其中精密切削加工是指切屑加工誤差為100.1um,表面粗糙度值為...