逆向工程与3D打印的原理方法及其在工业设计的运用

　　摘要：目前，我国的工业在飞速的发展中，为了有效推动工业发展，相关人员需要提高工业设计的质量和水平。对于传统的工业设计来说，存在一定的缺陷和问题，相关人员在设计的过程中，容易产生成本过多以及资源浪费的情况，同时，设计的产品自身也可能会存在一定不足和缺陷，若是投入实际的使用中，那么必然会造成一定的影响。为了能够有效地测试产品设计是否科学合理，相关人员就采取了逆向工程和3D打印技术，通过两种技术的相结合来测试产品设计是否合理。

　　关键词：逆向工程; 3D打印技术; 工业设计;

　　3D打印技术和逆向工程在我国工业行业已经获得了一定的应用，对于工业设计来说，通过将两个技术相互结合的方法能够有效判断产品设计是否科学合理。但是，在实际的使用过程中，部分企业对于如何使用技术仍然处于一个迷茫的状态中，为了能够有效推动工业设计中采用逆向工程和3D打印技术，本文就做出对应的分析，希望能够帮助相关人员。

　　1 逆向工程技术的原理和方法

　　1.1 逆向工程的概念

　　为了能够将该技术良好地应用到实际的工业设计环节中，相关人员首先应当清楚和明确的重要内容就是逆向工程的概念。逆向工程全称为Reverse Engineering，是一种较为先进的计算机辅助技术。逆向工程技术是一门涵盖了多行业的技术，例如，形状逆向、工艺逆向或者材料逆向等。在实际的应用过程中，其能够将现实中实际存在的模型或者零件转变成为计算机中对应的模型和数据，以此将此类零件或者模型上传到计算机中进行分析和处理。其自身需要采用一系列先进的产品设备，以软件或者图像作为研究对象，同时，还运用了一系列现代设计方法论、生产工程学以及材料科学等技术知识，通过对零件以及模型的分析和计算，能够准确地找出其中存在的不足之处，并且还能够有效地对这些不足之处进行完善，从而帮助模型或者零件能够获得更进一步的优化和创新。与工业设计的理念相同，逆向工程能够通过自身技术的运用实现产品复制以及产品再现，从而更加优化模型和零件。

　　1.2 逆向工程技术的特点

　　在传统的工业设计环节中，相关工作人员要想有效地对零件以及模型进行优化，就必须使用现实中实际存在的零件或者模型，但是，对于部分人员来说，其自身并不能时时刻刻与此类物品进行接触，因此，会存在一定的不便。若是能够有效采用逆向工程技术，则是能够从一定程度上进行解决，目前，该技术已经被应用于产品改造设计、质量分析和测试等领域中，并且都收获了较为良好的成效。对于我国的工业领域来说，也采取了逆向工程技术在于一些单件、小批量的零件制造中，通过该技术的应用，我国传统的工业设计得到了有效的优化和创新，产品质量也能够更加快速地进行更新换代，开发周期以及开发成本都能够得到有效降低，从而有效加强了企业的经济效益。

　　1.3 逆向工程的实施

　　在实际的逆向工程应用过程中，如何有效地获取物理原型的3D信息数据成为一件非常重要的事情，若是采集的数据质量没能够达到对应的标准，那么整体逆向工程的实施也将会存在一定的误差，因此，相关人员应当科学准确地对数据进行采集，从而有效地提高逆向工程的质量。数据采集的方法主要是通过对物体实际的测量或者采用设备来对物体进行测量，对于不同部件来说，其自身也会存在不同的3D信息数据，因此，在采集数据时，也需要对各个不同的关键部分进行认真采集，只有掌握了准确的数据，才能够有效提高逆向工程的质量。测量形式也会根据与被测物体的接触情况分为接触测量以及不接触测量两种方式，针对不同的被测物体，可以采取不同的方式，从而获得更加准确的数据。

　　2 逆向工程具备的优点

　　设计人员与产品产生互动。在传统的工业设计环节中，设计师与产品之间并没能产生过多的接触，因此，导致了设计师的实际设计可能会与产品有一定的误差，从而导致后期还需要返工重新进行设计。若是能够应用逆向工程技术进行设计，那么，设计人员就可以根据自己的思路以及想法进行产品设计，在进行设计的时候，设计人员可以先将自己的设计思路生成对应的产品模型，此类产品模型可以根据对应的要求来进行调整和修改，并且同时还能够产生一定互动和响应，让设计师及时了解其中是否存在问题和缺陷，以此来验证产品的合理性。在传统设计过程中，大部分设计师没法考虑到结构、形状、尺寸以及其他问题，因此，也就容易导致后期出现返工的情况。若是能够利用逆向工程技术进行设计，那么，相关设计人员在设计的初期阶段就能够对产品的真实样品进行了解，对真实样品进行分析和探讨，其中存在的不足可以及时进行解决。同时，设计人员还能够及时了解到用户的实际需求，在满足其基本设计的基础上在对产品进行优化和升级，这样最终得到的产品能够具备更全面的性能，同时，也能够符合用户的实际需求。

　　3 逆向工程与3D打印在工业设计中的应用策略

　　3.1 3D打印在工业设计中的应用和影响

　　3D打印目前在我国是一种较为良好的打印技术，其自身能够通过技术对物品进行快速成型和打印。3D打印目前通常被应用于模具制造、工业设计等领域中，能够通过逐层打印的方式来进行模型的制造。随着该技术发展和优化，目前，越来越多的领域也开始应用该技术，例如珠宝、鞋类、工业设计以及枪支制造等领域中。该快速成型技术主要采取的打印方法就是利用“材料堆积”，传统的打印基本上都是平面的打印，而该技术就可以将物体通过立体的方式打印出来，从而直接形成对应的模型和零件，打印的效率就能够得到有效提高。在工业设计中，同样可以应用该技术进行打印，设计和建模人员可以利用该技术将之前设计的图纸直接打印成为物理对象，客户就能够更加快捷地直接了解到模型以及零件的实际样品，这时候就可以改变传统针对图纸进行交流和讨论的问题，能够更加快速直接地了解产品内是否存在问题以及不足的情况。同时，客户若是还有其他特殊需求也可以直接提出，设计人员就可以直接进行修改和调整，从而提高了工业设计的效率，产品也能够最大化得到市场的认可。

　　3.2 逆向工程与3D打印的产品设计设置

　　利用逆向工程技术对产品进行设计后就可以通过3D打印的方式快速对样品进行打印，能够有效加强生产过程筹备、全面评价和调整改进。在实际应用3D打印技术时，可以使用的打印机种类较多，但是，操作以及打印设置都很相似，首先，需要选择对应的打印机配置菜单，波特率需要设置为115 200波特。但是这个过程相关人员需要注意不能设置过高的波特率，若是过高，那么就很有可能在打印过程中出现环境电磁影响，从而导致打印中断的情况发生。之后，还需要对打印机的类型进行选择，基本上来说，打印机的类型多样但是实际操作流程相似，因此，选择的时候根据实际情况进行选择即可。之后再在对应的打印综合页面上选择对应的“在任务中断后返回停机时间”，然后，再选择对应的打印数据才可以进行打印，经过打印后产生的物件是3D打印的部件，基本上只能够提供给模型产品单一打印的材料。逆向工程技术3D打印技术结合产生的产品自身的建模结构会与零件细节存在一定的误差，但是，正是因为此类误差的存在，才能够让打印出来的产品存在独特性以及差异性，从而形成具备创新性的独特产品。

　　4 结语

　　总之，在当前社会非常重视的工业领域中，工业设计是非常重要的一个环节，在传统的工业设计中，会存在较多的资源浪费以及成本消耗，若是能够通过逆向工程技术以及3D打印技术进行工业设计，那么，这种问题都能够得到有效解决，同时，还能够帮助产品具备自身的特性。因此，在工业设计中，可以有效采取该技术方法进行设计，最终能够有效推动工业的发展和进步。

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