快速原型制造的案例
斷層掃描圖像的三維重建及快速原型制造
Mimics與其他影像處理軟件最大的不同之處是其提供了一系列模塊，通過這些模塊，可以將三維用來生產快速原型件、用于FEA分析、可以輸出相應的CAD的信息為后續的假體/植入體設計提供參考數據。同時還可以在Mimics里，基于三維模型做手術的模擬，設計一些植入體。
快速原型經過20多年的發展，這項技術已經發展得相當成熟，其制造精度和速度都有很大的提升。同時，快速原型制造的軟件平臺Magics也經過15年的發展，可以解決RP/RT/RM領域的幾乎所有問題。
Mimcs針對不同的需要，提供了不同的模塊，解決不同用戶的需求。針對快速原型制造，STL+和RP Slice模塊是其提供的強有力的接口。通過STL+這個模塊，Mimics就可以輸出快速原型制造行業的標準STL文件，包括Binary和ASCⅡ兩種存儲方式的STL文件。同時還可以輸出DXF、VRML、PLY、Single PLY、Point cloud文件，以滿足不同用戶的需要。通過RP Slice模塊，Mimics就可以針對不同RP機器用來生產的切層文件格式需要，將三維模型輸出為CLI、SLI和SLC格式的文件。RP設備讀入這些切層文件，可以直接用于生產，圖5為用快速原型技術生產的實物模型。
圖5快速原型制造的三維實物模型
結論
快速原型技術在醫學的應用將會越來越廣泛，現在的三維建模技術也發展的相當成熟。臨床醫生可以很好的借助三維實體模型的幫助，從而規避更多的手術風險，手術的方案也會更加切合實際的需要。同時醫生與患者的溝通也更加的容易、便捷。
展開 《逆向工程技術》
目錄：
序
前言
第1章 緒論
1.1 概述
1.2 逆向工程定義
1.3 逆向工程與技術引進
1.4 逆向工程的應用
1.5 有關技術及研究的簡要回顧
1.6 本書結構
第2章 逆向工程測量技術
2.1 概述
2.2 三坐標測量機
2.3 路徑規劃與自動測量技術
2.4 三坐標測量機主要生產商及市場狀況
2.5 三坐標測量機的發展趨勢
2.6 斷層數據測量方法
第3章 測量數據處理技術
3.1 概述
3.2 測量數據格式轉換
3.3 測量數據測頭半徑補償方法
3.4 數據預處理
3.5 數據分割技術
3.6 多視數據對齊定位（數據統一）
第4章 模型重建技術
4.1 概述
4.2 曲線擬合造型
4.3 曲面片直接擬合造型
4.4 點數據網格化
4.5 模型精度評價
第5章 基于特征約束的模型重建方法
5.1 概述
5.2 幾何特征及約束定義
5.3 特征識別及數據分割
5.4 基本幾何特征的擬合
5.5 約束識別及確定
5.6 模型重建過程的約束處理
5.7 自由曲面特征
5.8 三維對稱平面特征重建方法
第6章 快速原型和快速模具技術
6.1 概述
6.2 快速原型制造技術的概念
6.3 快速原型制造技術的發展
6.4 快速原型制造工藝的種類
6.5 快速原型制造技術的發展趨勢
6.6 快速模具制造技術
第7章 集成逆向工程系統
7.1 概述
7.2 集成逆向工程系統框架
7.3 集成逆向工程系統的實現方法
7.4 面向集成的逆向工程
第8章 逆向工程與產品創新設計
8.1 概述
8.2 產品設計與創新設計
8.3 計算輔助產品創新設計方法
8.4 支持產品創新設計的逆向工程的模型組織、結構及建模方法
第9章 商用逆向軟件介紹
9.1 概述
9.2 Imageware軟件
9.3 PTC公司軟件
9.4 DELCAM公司軟件
9.5 UG/Quick Shape軟件
9.6
展開 《數字化設計與制造》
目錄：
序
前言
第1章 數字化設計與制造技術引論
1.1 產品開發與數字化開發技術
1.2 數字化設計與制造的內涵及學科體系
1.3 數字化設計與制造技術的特點
1.4 數字化設計與制造技術的應用實例
習題
第2章 數字化設計與制造系統的組成
2.1 數字化設計與制造技術的發展
2.2 數字化設計與制造系統的組成
2.3 數字化設計與制造系統的建立
習題
第3章 計算機圖形學基礎
3.1 概述
3.2 圖形變換
3.3 圖形裁剪
3.4 曲線及曲面的表示
3.5 圖形顯示的渲染技術
習題
第4章 產品數字化造型技術
4.1 產品數字化造型技術概述
4.2 形體在計算機內部的表示
4.3 基于線框、曲面及實體的產品造型技術
4.4 產品的特征及參數化造型技術
4.5 產品的數字化裝配技術
4.6 數字化設計軟件中的關鍵技術及研究熱點
4.7 產品數據與產品數據交換標準
4.8 主流數字化造型軟件介紹
習題
第5章 數字化仿真技術
5.1 數字化仿真技術概述
5.2 數字化仿真技術中的有限元法
5.3 基于計算機的產品優化設計技術
5.4 塑料模具成型過程中的數字化仿真實例
5.5 虛擬樣機技術
習題
第6章 數字化制造技術
6.1 數字化制造技術概述
6.2 計算機輔助工藝規劃技術
6.3 成組技術
6.4 數控加工技術概述
6.5 數控編程技術
6.6 數控高速切削加工技術
習題
第7章 逆向工程與快速原型制造技術
7.1 逆向工程技術概述
7.2 逆向工程的研究內容及基本步驟
7.3 實物逆向工程及其關鍵技術
7.4 逆向工程技術應用實例
7.5 逆向工程軟件模塊介紹
7.6 快速原型制造技術
習題
第8章 產品數字化開發的集成技術
附錄 縮略語表
參考文獻
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前言
第1章 數字化設計與制造技術引論
1.1 產品開發與數字化開發技術
1.2 數字化設計與制造的內涵及學科體系
1.3 數字化設計與制造技術的特點
1.4 數字化設計與制造技術的應用實例
習題
第2章 數字化設計與制造系統的組成
2.1 數字化設計與制造技術的發展
2.2 數字化設計與制造系統的組成
2.3 數字化設計與制造系統的建立
習題
第3章 計算機圖形學基礎
3.1 概述
3.2 圖形變換
3.3 圖形裁剪
3.4 曲線及曲面的表示
3.5 圖形顯示的渲染技術
習題
第4章 產品數字化造型技術
4.1 產品數字化造型技術概述
4.2 形體在計算機內部的表示
4.3 基于線框、曲面及實體的產品造型技術
4.4 產品的特征及參數化造型技術
4.5 產品的數字化裝配技術
4.6 數字化設計軟件中的關鍵技術及研究熱點
4.7 產品數據與產品數據交換標準
4.8 主流數字化造型軟件介紹
習題
第5章 數字化仿真技術
5.1 數字化仿真技術概述
5.2 數字化仿真技術中的有限元法
5.3 基于計算機的產品優化設計技術
5.4 塑料模具成型過程中的數字化仿真實例
5.5 虛擬樣機技術
習題
第6章 數字化制造技術
6.1 數字化制造技術概述
6.2 計算機輔助工藝規劃技術
6.3 成組技術
6.4 數控加工技術概述
6.5 數控編程技術
6.6 數控高速切削加工技術
習題
第7章 逆向工程與快速原型制造技術
7.1 逆向工程技術概述
7.2 逆向工程的研究內容及基本步驟
7.3 實物逆向工程及其關鍵技術
7.4 逆向工程技術應用實例
7.5 逆向工程軟件模塊介紹
7.6 快速原型制造技術
習題
第8章 產品數字化開發的集成技術
附錄 縮略語表
參考文獻
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Mimics簡單介紹
Mimics的主要用途主要有一下5個方面：
1.快速原型制造
這是Mimics開發初期的應用，因為很多復雜的手術僅憑二維的斷層掃描圖片是很難做手術規劃的。斷層掃描圖片能轉化為三維的實物模型，離不開另外一個技術的發展，即快速原型制造技術（RP）。
2.手術過程模擬
在Mimics里可以進行簡單的假體設計，同時可以將其他CAD軟件設計的假體通過導入STL文件的方式導入，進行假體設計的校核。
3.CAD
模態的CAD軟件造型功能很強，但是如果沒有參考，那么設計就無從著手。Mimics可以將重建的三維模型輸出為IGES文件，但是這種輸出的Iges文件只包含線框信息。如果進一步的處理，就可以輸出包含面信息的IGES文件了。這些信息，對于后續的假體設計參考是非常有用的。
4.有限元分析
這是其他軟件不可替代的功能，現在對人體結構進行有限元分析，有兩個難點需要解決。一是如何得到準確的三維模型，而是如何準確的賦材質。而Mimics可以很好的解決這兩個問題，特別是在賦材質方面有獨到之處。
5.其他方面
Mimics還可以應用于其他很多方面，比如考古學，無損探傷等……舉例說來不用破壞木乃伊，就可以重建其原貌。使用工業CT進行掃描，同樣進行三維重建，就可以很清楚的知道一些內部不易看到的結構。
展開 Mimics即為Materialise’s interactive medical ima
Mimics即為Materialise's interactive medical image control system的簡稱，起開發初衷是講二維的斷層掃描圖片轉化為三維模型，通過快速原型制造的方法制造出物理模型，用于手術的診斷。但是隨著版本的不斷更新，Mimics在每個新版本都增加了新的功能，所以應用的領域也越來越廣，主要有以下幾個方面：
1.快速原型制造
這個應用是Mimics開發的初始目的。CT的出現對診斷有不可替代的作用，但是也有其自身的不足，那就是大夫只能看到二維的圖片，不能看到直觀的三維模型。能將實物模型拿在手里，進行手術規劃，自是比二維圖像有很大的提高。
2.CAD
假體/植入體的設計需要病理區的三維數字模型作為參考，如果沒有病理區的三維模型，假體設計將很難開展下去。Mimics不僅可以將二維的斷層掃描圖片三維重建，而且可以將重建的三維模型以IGES文件輸出。
3.有限元分析
人體結構的有限元分析有其重大的研究意義，比如宇航員的脊柱能承受多大的重力加速度，體育運動員能承受的最大極限……但是有限元分析有兩個問題需要解決，一是有限元模型，二是對模型賦材質。Mimics可以將重建的三維模型通過不通的接口輸出不通的有限元前處理軟件進行體網格劃分。同時Mimics可以將體網格模型導回，進行材質賦予。解決了這兩個關鍵問題，生物力學分析就可以順利開展了。
4.手術過程模擬
Mimics不僅可以對斷層掃描圖片進行三維重建，而且可以做一些假體設計，具體就是只要是能通過對稱的方法設計的假體都可以在Mimics中實施。同時還可以對假體調整位置，通過布爾運算達到了與本體的最佳配合。Mimics還可做人體結構測量，這對于整容等手術非常有價值。
5.其他方面的應用
Mimics除了以上方面的應用之外，還有其他的用途，比如考古學，生物學等。
展開 EOS 增材制造助力新型電路板原型生產
解決方案
得益于 DMLS 增材制造技術，沒有任何解決方案比增材制造更能滿足多層架構的需求。因為增材制造利用激光逐層打印，這也是 Beta LAYOUT 依賴該技術并使用 3D 打印制造的塑料零部件的原因所在。創新技術不僅僅應用在打印過程中；打印出模型后，對模型進行特殊加工材料涂覆。后續步驟“激光直接成型”(LDS) 形成電路布局， 激活涂層后可形成導線跡線。
激光會觸發物理化學反應，產生金屬原子，同時使表面粗糙化。激光直接成型后，將模型置于無電流的鍍銅槽中。此時，銅粒子沉淀在先前激活的區域，形成導線跡線。鍍銅后，導線跡線通過電鍍進一步鍍銅，也可以通過表面加工直接處理。隨后，Beta LAYOUT 在公司的內部裝配部門將各個單獨的元器件添加至整體組件中。成品件用作初始原型和模型，可對其進行功能測試并對設計布局進行檢查。
“我們為各種公司提供 3D-MID （機電一體化器件）原型制造服務，”Beta LAYOUT GmbH 的 3D-MID 產品經理 Manuel Martin 解釋說，“使用 EOS 的 FORMIGA P 110，我們能夠快速地向客戶交付高質量產品。尤為實用的是，我們甚至能夠通過網站和在線商店處理 3D 模型訂單。增材制造已幫助我們成功拓展了業務模型。”
無論對于個體開發者還是大型的成熟公司，增材制造均可以確保客戶定制化的電路載板適用于全新的電子器件原型。塑料組件能以極具吸引力的價格快速生產。同時，該工藝還能提供所需的精度水平和卓越的組件質量，所需的基本主體能夠實現批量化生產，這是一個不容忽視的特性，在執行測試時更是如此。
EOS 增材制造技術還帶來了高度的靈活性：使用的機器能夠處理各種材料，包括 PA 3200 GF，或尼龍鋁粉等。
展開 TESTBASE-ARP快速控制原型
產品介紹：
TESTBASE-ARP（Advanced Rapid control Prototype）是一款快速控制原型產品，可作為域控制器、ADAS、智能網關等控制器應用于研發、測試等階段。ARP包含一款高性能的控制器硬件及開發工具包，采用自動化代碼生成技術一鍵硬件驅動和模型算法的集成，幫助用戶從繁瑣的硬件、驅動開發和軟件集成工作中解脫出來，無需關注底層實現細節，從而專注于應用策略及控制算法開發，并快速驗證其算法的有效性。
產品方案：
傳統控制器的開發過程中，除了開發應用策略以外還要開發驅動、通信協議等各類底層軟件，應用策略軟件與底層軟件的集成工作量大，過程漫長。
TESTBASE-ARP產品提供的開發工具包在基于模型生成應用軟件（控制算法）代碼的基礎上，自動生成應用軟件與底層軟件（包括硬件驅動、通信協議等）的集成代碼，自動進行編譯器調用，一鍵生成可刷寫的HEX文件，從而簡化軟件集成，加速控制算法的驗證工作。
展開 案例分享 | 靈活的增材制造工藝：仿真技術如何支持3D原型設計
圖2:從設計到生產完成——盡可能地減小變形這歸功于Simufact Additive
增材制造的工藝仿真使得MBFZ toolcraf 能夠靈活、快速的響應客戶的要求，例如更改設計、顯著縮短上市時間。強大的仿真解決方案所提供的虛擬工程，使得3D打印項目的開發過程更加緊湊。而這種方法的實現完全得益于可靠的增材制造仿真軟件Simufact Additive。
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展開 高速永磁同步電機快速原型開發技術
10秒的加速時間進入弱磁升速的現象
在額定轉速（20000rpm）下突加額定負載
（來源：商飛信息科技（上海）有限公司，版權歸原作者）
Moldex3D模流分析之使用不同位置的XY曲線進行快速原型診斷
射出過程非常復雜，即使放置大量監視器也很難跟模穴內的熔體流動。然而，不同位置的性質變化可以幫助診斷成型問題，例如整個部件表面的溫度分布，以了解冷卻效率和平衡。Moldex3D仿真在計算器中實現模具試驗，并提供用戶工具以深入研究過程。
在Moldex3D Studio中，探針可以放置在許多位置以讀取數據并在循環時間內繪制局部歷史曲線。此外，在序列中使用一組探針節點，它可以在模型中的不同關鍵位置繪制結果變化的分布曲線。請按照以下步驟進行XY繪圖分布曲線。
1.在模型中布置探針位置
步驟1：開啟一個有結果項的項目
步驟2：點選結果頁簽中的探針，透過顯示窗口序列的點選想獲取信息的位置
備注：在模型樹中可以顯示/隱藏探針以及辨識其顏色
2.組成探針組別
步驟1：選取想放在同一個群組的探針并在左側在左側模型樹單擊右鍵選擇屬性，建立探針組別ID并選取該組別將所選取的探針組成組別。
步驟2：重復上述步驟將其他探針組成組別以獲取更多的空間分布曲線
備注：一組探針代表一條分布曲線
3.檢視空間分布
檢視相同組別的探針間物理量之變化曲線
步驟1：點選結果頁簽中的分布開啟精靈
步驟2：分別設定成型階段、時間步驟、結果以查看空間分布曲線(曲線中的Y軸值)
步驟3：勾選欲觀察的探針組別后單擊加入(>>)并將選取組別加入至繪圖內容清單
備注：在精靈接口下方圖標功能由左至右分別為新增探針組別、刪除曲線、輸出產生*.csv文件、另存曲線圖為圖片。
備注：一條曲線代表一個探針組別，探針順序由編輯探針組別中定義在模型樹選取探針組別并單擊右建修改探針順序。
展開 
經緯恒潤推出新一代快速控制原型產品 ControlBase_S
為了滿足汽車整車架構向中央計算平臺的轉變及智能駕駛的發展，實現基于模型的“面向服務”軟件開發，經緯恒潤還將持續投入SOA域控平臺及智能駕駛平臺快速原型的開發，助力客戶復雜軟件快速開發及驗證，為國內外客戶提供更好的產品與服務。
了解更多：
請致電010-64840808 或發送郵件至market_dept@hirain.com（聯系時請說明來自技術鄰）
21世紀的材料成形加工技術
快速原型制造技術以離散/堆積原理為基礎和特征，將零件的電子模型(CAD模型)按一定方式離散成為可加工離散面、離散線和離散點,爾后采用多種手段將這些離散的面、線和點堆積形成零件的整體形狀。有人因該技術高度的柔性而稱之為“自由成形制造（Free Forming）”。近年來快速原型制造已發展為快速模具制造(Rapid Tooling)及快速制造(Rapid Manufacturing)，這些技術能大大縮短產品的設計開發周期，解決單件或小批零件的制造問題。
激光加工技術有多種多樣，包括電子元件的精密微焊接、汽車和船舶制造中的焊接、坯料制造中的切割、雕刻與成形等，其中激光加工自由成形制造技術也是重要的發展動向。
4 材料加工制造過程的模擬和仿真
隨著計算機技術的發展，計算材料科學已成為一門新興的交叉學科，是除實驗和理論外解決材料科學中實際問題的第3個重要研究方法。它可以比理論和實驗做得更深刻、更全面、更細致，可以進行一些理論和實驗暫時還做不到的研究。因此，基于知識的材料成形工藝模擬仿真是材料科學與制造科學的前沿領域和研究熱點。根據美國科學研究院工程技術委員會的測算, 模擬仿真可提高產品質量5～15倍，增加材料出品率25％，降低工程技術成本13%～30%，降低人工成本5%～20%，提高投入設備利用率30% ～60%，縮短產品設計和試制周期30%～60%等。
經過30多年的不斷發展，鑄造及鍛造宏觀模擬在工程應用中已是一項十分成熟的技術，已有很多商品化軟件（如MAGMA，PROCAST，DEFORM）和中國的鑄造之星（FT-STAR）等，并在生產中取得顯著的經濟及社會效益。
展開 我國鑄造模具的現狀與發展，行業人士都了解一下
國外模具企業，CAD/CAE/CAM技術的應用比較廣泛，逆向工程、快速原型制造鑄造模具使用也比較多。在模具的價格和制造周期上，國外模具價格一般是國內模具的5-10倍，制造周期是2-3倍（一般把模具的調試時間也算在制造周期之內），在這兩方面，應該說國內模具企業還是具有一定競爭優勢的。
二.鑄造模具的設計與制造技術
中國雖然是鑄造大國，但遠非鑄造強國，中國鑄造工藝水平、鑄件質量、技術經濟指標等較之先進國家還有很大差距。鑄造工藝方法以砂型鑄造為主，其中，手工、半機械化造型仍占很大比例，但近年來中國壓鑄工業發展迅速，每年保持7%-10%的增長速度。
20世紀90年代以來，鑄造模具業在設計和制造方面的主要變化有：
（1）模具企業的生產技術水平提高，高新技術在模具的設計和制造中的應用，已成為快速制造優質模具的有力保證。
CAD/CAM/CAE的應用，顯示了用信息技術帶動和提升模具工業的優越性，CAD/CAM/CAE已成為模具企業普遍應用的技術。CAD/CAM一體化技術已在鑄造模具業中廣泛使用，目前，二維設計使用的軟件主要是AutoCAD，三維設計使用的軟件比較多，主要有Pro/E、UG、Cimatron等。
目前，一汽鑄造模具廠的3D設計已達到95%以上。在三維設計后，使用三維虛擬裝配檢測技術對裝配干涉進行檢查，保證了模具設計質量，確保了設計和工藝的合理性。三維數據經過CAM軟件編輯，NC代碼直接傳輸到數控設備上進行模具加工。
（2）銑削加工是型腔模具加工的重要手段。
展開 使用WELSIM對STL模型進行有限元網格劃分
STL文件格式（stereolithography，光固化立體造型術的縮寫）是由3D SYSTEMS 公司于1988 年制定的一個接口協議，是一種為快速原型制造技術服務的三維圖形文件格式。STL 文件由多個三角形面片的定義組成，每個三角形面片的定義包括三角形各個定點的三維坐標及三角形面片的法矢量。由于它的文件格式非常簡單，所以應用很廣泛。幾乎所有市面上的3D打印機都是通過識別STL模型來進行打印生產。
在最近發布的WELSIM v1.8版本中，支持了STL文件的讀入與顯示，用戶還可以將導入的STL模型劃分成有限元網格，并輸出保存成有限元網格文件。下面我們就來看一下如何使用這些功能。
打開WELSIM軟件，新建一個有限元工程FEM Project，并從菜單欄或者工具欄中選擇導入幾何體。會有如下對話框彈出。
這里我們選擇一個蘋果幾何體的STL文件，點擊打開（Open）。
由于是STL幾何模型，默認顯示三角面片網格，用戶可以在屬性窗口中選擇取消網格顯示。
下一步生成有限元網格，只需要點擊生成網格（Mesh All）按鈕，即可生成有限元網格。
如圖所示，一共生成了6346個節點，28832個Tet4單元。
用戶可以將生成的有限單元數據保存為文件。右鍵點擊Mesh節點，并選擇導出網格（Export Mesh）。如下圖所示
目前支持的網格文件格式有：UNV，WelSim自有格式，Abaqus和Nastran格式。保存對話框如圖所示。
目前STL幾何體的網格劃分只支持Tet4單元。
展開 