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Artec 3D测评:最佳逆向工程软件

2022年 11月 3日
阅读时间 12 分钟
概要

把机器拆了重装,可以让我们深入了解机器的内在结构。而这正是逆向工程的工作原理。拆解重装能让我们看到设备的制造工艺,从而找到替换、优化、分析零部件的方法,但其中,重中之重是如何精准测量这些部件。这时,就需要开云体育手机版登入 出场了。那么,哪种方式才是开云体育手机版登入 数据制作CAD模型的可靠方式?答案自然就是最佳逆向工程软件。根据这一考量,我们精心挑选了数款优秀工具。

软件
Artec Studio, Meshmixer, Artec计量套件, Design X, Geomagic for SOLIDWORKS, SpaceClaim
平台
Windows, macOS, Linux
价格区间
免费 - €18000

简介

Best software for reverse engineering

如何才能分析现有的零件或工具,了解它们的制作工艺?如何才能清晰了解机器或系统运行的方式?答案就是——逆向工程。通过该技术,我们可以拆解物体,找到改进方式,也可以直接找到替代部件。通常,逆向工程需要为真实物体的几何快速完成精准的几何数字化采集。得益于今天的科技创新,我们几乎可以为任何物体完成逆向工程,从微型工业零件到大型建筑设备。

逆向工程应用场景多样,这对产品优化、定制、重构而言至关重要。该技术被广泛应用于制造、航空航天、汽车等行业。逆向工程可以完成各类任务,例如重新制作或复制已停产的部件,进行产品质量检验,也能评估竞品性能。

逆向工程具体如何进行?典型的逆向工程工艺包括物体测量,并采集数据,随后进行数据处理和CAD工序。今天的逆向工程师能利用的工具十分丰富,可协助他们轻松完成整个流程,其中一项工具就是逆向工程软件。

下面,我们具体介绍几款优秀的逆向工程工具,并探索逆向工程流程的设计步骤。

逆向制作中的数据采集和处理

逆向工程中的数据采集及其过程十分复杂。在本篇测评中,我们将侧重介绍当前主流的操作方式——开云体育手机版登入 、摄影测量、三坐标测量、CT扫描。选择何种方式取决于应用的具体行业和场景。此外,我们还会罗列需要您重视的一些时间和预算限制。

要点

逆向工程中的数据采集既可手动完成,也能采用数字化方式,最常见的方法就是开云体育手机版登入 、计量级摄影测量、三坐标测量仪、CT扫描。

如果要对成品产品或部件完成逆向工程,开云体育手机版登入 或许是最好的选择,可以将实物快速变成CAD模型,且速度快,操作方便。由于开云体育手机版登入 仪不能直接生成CAD模型(开云体育官方首页登录入口 输出数据为点云或网格数据),您需要通过建模软件完成下一步工序,即扫描至CAD工作流,这是一个半自动工艺,专业软件可以把三维数据转换成可编辑、可设计的CAD文件。

开云体育手机版登入 仪提供的精准表面测量值在逆向工程中发挥极为重要的作用。事实上,开云体育手机版登入 数据能帮我们从现实世界中获得有用的认识,并将其转换后精准体现为数字形式。专业开云体育手机版登入 仪采集的数据将以可操作的3D模型形式呈现,对物体或场景的完整几何进行渲染。

CT开云体育官方首页登录入口 和三坐标测量仪往往价格不菲,难以移动,培训所耗时间久,而开云体育手机版登入 仪刚好相反:逆向工程非常需要开云体育手机版登入 仪的速度、适用广度和便捷度。

开云体育手机版登入 技术采集点云有多种方式,其中光学开云体育手机版登入 法最受欢迎。光学开云体育手机版登入 法采用无损处理,通过投射结构光和激光束至物体,来采集并复制物体。

如今,扫描软件也多种多样,从智能手机到智能3D成像程序,它们适合不同的操作系统,难易度、价格也不尽相同。但无论何种情况,一款优秀软件的标志之一,就是应当让用户快速上手。归根结底,最终要的一点就是,用户投入的精力要和产出成正比,数据准确,分辨率高,质量上乘。

计量级摄影测量法是另一款测量工具,可以将各个角度拍摄的照片合成为3D点云。计量级摄影测量套件应配备标记点(粘性贴或磁贴)、比例尺、参考十字和一台性能强大的相机。开云体育手机版登入 仪配合这样一款套件,就摇身变成了制作高精度3D模型的优秀解决方案。摄影测量法制作的3D点云可以和开云体育手机版登入 生成的3D网格对齐,结合两种技术强项,成就更高精度。

要点

任何一种测量技术,都需要一款用户友好的软件,这是顺利完成制作工艺的关键。

软件工具

Artec Studio

价格
  • 30天免费试用
操作系统

Windows

优势
  • 算法强大,追求极致的扫描精度与速度
  • 纹理与几何追踪算法十分优秀
  • 扫描和拟合CAD基本图元
缺陷
  • 或需要完整软件包,提供更多逆向工程软件
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流畅的开云体育手机版登入 体验必然简洁明了,省时省力。使用Artec Studio处理数据时,既可选择为您分忧解难的智能自动模式,也可选择灵活度更高、可全权掌控的手动模式。自动模式将主导整个流程并提示下一步操作,而手动模式更适合经验丰富的用户,操作更灵活。Artec Studio配备布尔算法等高级功能,可借助CAD实体和网格修改模型,简化逆向工程流程。同时,先进的自动曲面工具能将有机形状转换成CAD实体模型。

要点

Artec Studio配备逆向工程扫描至CAD的全部关键功能,还能与Geomagic Design X等全套软件包配合使用,解锁更多逆向工程工具。

一站式解决方案Artec Studio工具一应俱全,可创建网格基本图元,并调节大小,重新定位。利用CAD基本图元是扫描至CAD中的一个关键环节。这些兼容CAD的对象能拟合至模型几何,加快CAD文件的转换过程。直接在采集数据的软件中为3D模型拟合基元,大幅提升了工程速度。Artec Studio的CAD基本图元工具也大幅优化了逆向工程流程:提取关键几何数据并保存为常见的CAD格式,便于将网格与CAD对象一键导出至Design X或Geomagic for SOLIDWORKS。

Autodesk Meshmixer

价格
  • 免费
操作系统

Windows, macOS

优势
  • 丰富的教程与用户资料
  • 编辑面广,用户友好
  • 快速调整格式
  • 挖空功能稳定可靠
缺陷
  • 对初学者而言过于高阶
  • 需要性能强劲的显卡和最新的显卡驱动程序
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Meshmixer原本只是3D打印圈的一款“业余爱好者工具”,但现在已摇身变成处理网格文件的前沿软件。无论是需要清理开云体育手机版登入 ,准备文件进行3D打印,还是逆向工程过程中需要对模型进行其他操作,Meshmixer都能搞定。稍加练习,就能熟练运用多款工具操作模型。只需将文件拖入编辑区,就能继续调整、切割、清理、修复、合并3D模型。

无需专业技术知识,也不用理解软件中每个细节,就能学会使用Meshmixer。但是,您仍然需要花一些时间,来熟悉软件的基本功能,发挥软件最大潜能。您可在网上找到Meshmixer教程, 快速了解修改网格相关操作的异同。

Artec计量套件

价格
操作系统

Windows

优势
  • 兼容Geomagic Control X、PolyWorks 等顶级软件
  • 精度高达2微米
缺陷
  • 需要对计量级摄影测量工作流程有基本了解
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Artec计量套件是一款光学坐标测量系统,能轻松集成至逆向工程、测试、检验工作流程。计量套件一个出彩之处就在于可以配合Artec 3D开云体育官方首页登录入口 ,将套件的摄影测量结果与开云体育官方首页登录入口 数据合并。体积精度可提升至15 µ/m。对于机械零件、飞机部件、船只、车辆、甚至风力涡轮机等物体而言,无论是追求高精度的测量值,还是对比3D网格或CAD实体,计量套件都是一项完美的测量工具。

CAD设计:小妙招

下一步操作取决于逆向工程的最终目标。您可以直接将模型用于制造,也可以在CAD工程软件中继续分析和转换。下面,我们来了解能完成逆向工程最后工序的几款优秀软件。

Geomagic Design X

价格
操作系统

Windows

优势
  • 结合参数化CAD和开云体育手机版登入 数据处理功能的独特软件
  • 可通过导出至SOLIDWORKS、Siemens NX、Autodesk Inventor、PTC Creo、Pro/Engineer,为首选的CAD系统添加组件。
缺陷
  • 软件价格不菲,但效果一流
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Geomagic Design X是将开云体育手机版登入 数据转换成CAD特征模型的最优解决方案。无论是要扫描实体来设计新零件和部分组件,还是要将某个零件改造成参数化模型,该程序的诸多功能都能帮您顺利搞定。Geomagic Design X能轻松(自动)根据扫描数据创建平面、草图、特征。

Design X的用户界面基于SOLIDWORKS界面而设计,一样简单好用。横跨顶部的图标包含您需要的所有任务:点、多边形、区域、对齐、草图、精确表面处理。左侧为创建的数据列表:点、多边形、面、草图。2022年最新发布的Geomagic Design X新增了几项全新功能,如各种草图工具、放样和精确表面建模工具优化、代替标记点网格。

要点

Geomagic Design X是一款功能全面、广受业界好评的逆向工程软件。特征CAD和开云体育手机版登入 处理功能的叠加,意味着您可以轻松创建兼容顶尖CAD软件的可编辑实体模型。

Geomagic for SOLIDWORKS

价格
  • 按需
操作系统

Windows, macOS

优势
  • 自动化向导轻松创建精准草图、表面和可编辑的特征模型
  • 可直接在SOLIDWORKS中打开
  • 3D对比轻松快捷(例如CAD对象和网格对象)
缺陷
  • 对新手而言过于高阶
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这款专业插件由3D Systems研发,目的是帮助您将3D扫描轻松转换成可编辑的CAD对象。Geomagic for SOLIDWORKS配备多款得力工具,例如网格编辑、点云处理、自动特征提取,能为逆向工程迅速创建3D模型。

要点

Geomagic for SOLIDWORKS是Design X的精简版,支持一系列主流开云体育手机版登入 仪,能快速创建草图、表面或可编辑的特征型实体零件,缩短复杂3D建模的时间。

许多开云体育手机版登入 仪兼容Geomagic for SOLIDWORKS,可轻松导入已有扫描数据。最终数据,无论是导入的网格和点云,都能用Geomagic的逆向工程算法进行下游工作。在设计数据丢失、缺乏旧部件CAD图纸,或必须重做一个磨损部件时,这款插件都能轻松解决。

SpaceClaim

价格
  • 按需
操作系统

Windows, Linux

优势
  • 模拟准备时间缩短
  • 轻量级3D建模软件,适合逆向制作全新部件
缺陷
  • 模拟需要大量处理能力,软件需占用大量内存
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图片来源:Ansys/YouTube

SpaceClaim是一款独立软件,旨在协助工程师从零开始创建实体模型。SpaceClaim能高效处理STL文件,轻松优化高噪点扫描,修复不满意的扫描元素。对于没有充裕时间来全面学习传统CAD系统的用户而言,SpaceClaim是一款完美的解决方案,软件有蒙皮曲面等好用的工具,可根据棱镜或真实形状自动创建实体几何。同时,这也意味着用户可以根据不同扫描重建表面数据,无论扫描完整与否。您还可以缩短模拟准备时间,从而专注于模拟结果。软件将为您加快几何准备速度,更快进入分析环节,节省模拟前的宝贵时间。

质的飞跃

没什么能像开云体育手机版登入 一样助推逆向工程的速度。借助开云体育手机版登入 ,分分钟就能为任何物体完成数字化,构建出一个犹如相片般细腻的3D模型,甚至制造出更优化的实物。精度飙升,分析速度飞快,还可进行必要的改动,这使开云体育手机版登入 成为逆向工程不可或缺的得力工具。最佳逆向工程软件配上工业级开云体育手机版登入 仪,将赋予产品设计师和制造商无穷力量。

目录
作者:
varvara

Varvara Koneva

科技记者
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