基于Geomagic Studio的石窟寺三维数字化重建

通过信息技术建立石窟寺三维数字模型可以为修复和保护石窟寺提供数据支持。常规的三维建模技术用于重建结构简单的建筑物尚可,但对结构复杂的石窟寺往往效果不佳。为解决这一工程难题,文章提出一种基于Geomagic Studio的石窟寺三维数字化重建技术,即先在Geomagic Studio中对点云数据进行预处理,创建NURBS曲面,然后经由Rhinoceros软件转换格式,最后在Revit中为石窟寺模型添加属性信息。此方法首先实现了直接基于点云数据生成带有构件各相关信息的BIM模型,建模的精度和效率大大提高。其次,将带有裂隙面积的红外二维热成像图与三维点云模型进行融合,可更加直观准确地指导施工修缮。文章以石窟寺某洞窟为例,说明该技术的可行性和有效性。

Geomagic Studio支持下的矿山生态修复“双碳”模型优化研究

本文以温州某废弃矿山自然生态环境治理工程为例,利用三维激光扫描技术获取废弃矿山的点云数据,采用Geomagic Studio三维软件进行建模,在形状阶段构建曲面片、构建格栅及生成NURBS曲面,实现多边形阶段进行模型修补和模型优化,最终在模型合并完成后对其进行纹理贴图并渲染成型。针对模型特点选择建模,采用不可挤压的不规则模型进行计算,并与实地测量结果比较,其Geomagic Studio三维进行建模及“双碳”模型优化在废弃矿山自然生态环境治理及工程测绘具有可行性与实用性。

基于Geomagic Studio的航空发动机叶片曲面建模

航空发动机涡轮叶片对建模精度有很高的要求,传统的通过软件绘制的方法不能满足航空发动机叶片的异构曲面的特性。采用逆向建模技术,通过光学测量系统获得涡轮叶片的点云文件,利用Geomagic Studio软件得到叶片的精确模型。偏差分析结果表明:所得叶片模型具有良好的平滑性和完整性,且相较于同类方法具有更高精度。

基于Geomagic Studio的螺旋桨桨叶修复和曲面建模

航空螺旋桨是飞机上的关键部件之一,螺旋桨桨叶修复质量的好坏直接影响着飞机的飞行安全。研究应用Geomagic Studio逆向工程软件对原始损伤桨叶进行扫描,获取点云数据实现螺旋桨桨叶数字化重新建模的方法。采用数据采集、模型修复、三维重建3个阶段来修复原始损伤桨叶的各种缺陷,从而创建高质量的桨叶曲面,重构出螺旋桨桨叶CAD三维模型,为进一步应用CAM进行自动化的修复螺旋桨桨叶提供数字化模型。建模结果表明,利用该方法建立出的螺旋桨桨叶模型具有良好的光顺性及精确性。

Geomagic软件在玻璃钢精密检测中的应用

本文详细介绍利用Geomagic软件的强大功能，巧妙规避玻璃钢产品“脱模变形”给测量过程带来的影响，在脱模之前就能完成产品的整个测量过程，能缩短测量周期、提高检测效率，保证测量精度。对同类型产品的检测有较好的借鉴意义。

3D建模技术在采空区治理项目上的应用

传统测绘基于特征点间的几何关系建立被测物体的空间模型;而激光扫描技术则是以点云数据为基础,凭借逆向工程技术重构研究对象的三维模型。相较于传统测绘技术,激光扫描技术具有数据采集、数据处理效率高,数据质量可追溯性强等特点。文章利用Geomagic Studio建模软件和激光扫描技术,结合某采空区治理项目,讨论3D建模技术在地下空间工程计量中应用的可行性。

基于三维扫描数据的产品数字建模

随着网络、计算机技术的发展,产品的销售逐步从线下实体展示销售发展为线上虚拟展示销售,产品三维模型制作成为首要环节。本文阐述了如何应用三维扫描获取的模型数据完成产品数字模型的制作流程及方法。

一种人体臀部肌肉-骨骼系统的3D建模方法

坐具是人们工作和生活常用工具,其舒适性直接影响人体健康。研究使用不同坐具时人体臀部肌肉-骨骼的受力情况,成为了改善坐具性能的重要研究方法。Spiral computed tomography(CT),Magnetic Reso⁃nance Tomograph(MRT)断层扫描数据可以观察不同片层组织变形情况,但是很难量化应变能、剪切力等力学参数。为获取坐姿状态下臀部组织、骨骼的力学特性,需要建立其姿态下的3D生物力学模型。由于国内尚未引进坐姿的MRI设备,坐姿情况下的臀部外廓形提取成为了建立模型时需要解决的重要问题。为解决这一难题,搭建了可用于模仿坐姿的臀部外廓形测量系统。通过Mimics、Solidorks、Geomagic studio等软件工具建立了臀部-肌肉骨骼系统的3D生物力学模型。该模型可通过有限元仿真,深层次地分析臀部组织内层的受力情况,从而用于座椅及轮椅的舒适性研究或压疮的病理研究。

基于逆向技术的电话造型蓝牙音箱创新设计

采用逆向设计对某仿真复古电话存钱罐进行外观创新,开发出一款电话造型蓝牙音箱,重点介绍了该音箱逆向设计过程及技术要点,探讨了使用Geomagic Studio逆向软件进行点云数据处理中的注意事项以及使用Geomagic Design X进行电话外观模型重构的方法,并根据功能需要,对重构的数字化模型进行改进和创新。通过逆向设计手段,可以大大提高设计效率,降低设计难度,在训练创新思维和创新能力方面具有很好的应用空间。

基于逆向工程的引擎盖内板法向变形质量分析

为研究某汽车引擎盖内板在特定定位布局下的法向变形,使用激光扫描仪获取其表面特征,通过VXelements软件对其进行数据化处理,结合Geomagic Studio软件逆向建模构建三维模型,采用NX Nastran软件对三维模型进行有限元分析。结果表明,在特定定位布局下,有限元分析的引擎盖内板法向偏移量与实际偏移量相符。

基于CT图像的腰椎L4/5节段三维重建及3D打印

目的基于CT图像进行三维建模与3D打印腰椎管狭窄症的患者腰椎L4/5节段实体模型,供腰椎受力情况参考。方法基于CT扫描数据,运用医学图像处理软件Mimics和逆向工程软件Geomagic studio建立两组罹患腰椎管狭窄症的腰椎L4/5节段三维实体模型,并结合3D打印技术,将病变的三维实体模型打印出来。结果建立了两组L4/5节段罹患腰椎管狭窄症的腰椎模型,以及其椎间盘部分。为研究腰椎管狭窄症提供了准确的模型参考。结论建立与打印的腰椎L4/5节段模型,为临床治疗以及生物力学分析提供了参考。

逆向工程与3D打印在自动牙线盒正向设计中的应用

牙线盒设计采用逆向造型和正向设计,通过数字化软件的应用,完成整个牙线盒自动出牙线的结构设计和外观设计。基于牙线扫描数据,使用逆向软件Geomagic Studio和正向UG软件,按照点云处理-坐标系对齐-格式转换-模型重构流程,完成牙线的逆向造型。再基于牙线重构模型,完成自动牙线盒设计。在内部弹簧作用下,可以实现牙线盒内牙线既方便又无接触取出。

基于3D打印的车载吸尘器吸嘴逆向设计与再制造

针对车载吸尘器吸嘴易丢失、易损坏且难以单独购买匹配等问题,基于3D打印结合逆向设计对吸嘴进行二次开发与再制造。通过3D扫描设备对车载吸尘器吸嘴接口进行点云数据采集,用Geomagic Studio软件进行点云数据处理和吸嘴造型重构,在建模软件UG中将重构模型实体化,并导入3D打印机进行加工得到实体吸嘴。结果表明,用该方法二次开发的吸嘴满足使用性能要求,具有易设计、易加工、开发周期短等特点,能够对车载吸尘器吸嘴的再制造与结构创新起到促进作用。

双层可拆卸式防护口罩及佩戴装置设计

针对传统口罩佩戴过程中存在耳部压迫、呼吸热汽模糊镜片、长时佩戴呼吸不畅等问题,采用3D打印技术和逆向扫描技术结合的方法设计双层可拆卸式防护口罩及佩戴装置,以提高口罩佩戴的舒适度和资源再利用。利用Geomagic Studio软件对逆向获取的面部数据进行点云处理、多边形处理、曲面建模,实现面部数据的重构,正向建模软件完成口罩设计,将数据转化为STL格式切片处理后,利用3D打印设备完成口罩的制作。对定制化口罩设计具有一定的借鉴意义。

基于点云数据的文物修复与建模

针对传统三维激光扫描点云数据在古文物修复与建模中精细化程度不足、建模有效纹理信息丢失的问题,本文提出了利用Geomagic studio软件对文物三维激光扫描点云数据进行模型重构,并创新性地提出在该过程中实现文字、图腾数字化和文物形态特征数字化。采用双数字化形式,有效弥补了文物建模后纹理特征平滑而导致文字、图案等模糊的缺点,更大限度地保留了古文物极具研究价值的文字和历史图腾。对古文物石函盖的研究结果表明:上述方法所建立的石函盖重构模型具有较高精度,较为完善地反映了文物的整体轮廓,为提取出细部文字等纹理特征提供了数字化基础。

提升高职制造类专业学生科技创新能力的研究

创新是民族乃至社会发展的源泉和动力,高职院校的学生成为了社会创新的主力军,所以应积极提升高职院校学生的创新能力,将学生科技项目作为提升高职学生创新能力培养的方法,获得学校乃至社会的全面支持。本文首先阐述了培养高职学生科技创新能力的意义,列举了几项高职学生自主研发的科技项目,分析了当前培养高职学生科技创新能力存在的问题,并最终提出相关解决建议。

面向不同分辨率点云的NURBS曲面构建偏差分析比较

对于地面三维激光扫描建模精度分析,除了需要对三维激光点云建模与全站仪建模进行比较分析外,还应当对点云数据曲面重建进行偏差分析。本文利用Geomagic Studio软件,对泥石流沟河滩处的3组不同分辨率的点云数据,分别就点、多边形和精确曲面等对象进行了一系列处理,得到了相应的NURBS曲面。以NURBS曲面为参考与原始数据进行偏差分析得到模型与点云的标准偏差。试验结果表明,根据不同分辨率点云数据的特点设置合理的参数得到的NURBS曲面,分辨率越高,曲面重建的标准偏差越小,精度越高。