现代工业产品逆向设计与制造实践
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课程详情
课程评价
spContent=本课程采用理论结合实践的方式,主要讲授现代工业产品开发制造中的计算机辅助设计、逆向工程、增材制造等相关关键技术,系统地介绍其基本理论、典型工艺及相关技术,结合具体的工程案例完成工业产品开发的全生命周期中的逆向建模、创新设计到3D打印成型制作流程的实现,课程可以加深学生对先进设计和制造技术的了解和掌握,从而服务于从事先进数字化技术的未来工程师人才的培养。
—— 课程团队
课程概述

现代工业产品的开发方式一般遵循严谨的研发流程,从产品需求的构思、功能与规格预期指标的确定,进而到各个组件的设计、制造、组装、性能测试等,这形成了传统的正向工程模式。随着计算机、数控和激光测量技术的发展,逆向反求技术的出现丰富了该开发流程,对产品研发模式带来了变革,在满足消费者对于高品质、以及功能先进的需求上,逆向工程(Reverse Engineering)有助于消化吸收先进技术,从而带来了更丰富外观造型、更快速的开发周期,已成为企业赢得市场竞争力的重要手段。逆向工程起源于精密测量和质量检验,是设计下游向设计上游反馈信息的回路。目前已经广泛应用于产品的复制、仿制、改进和创新设计。除汽车、摩托车、模具、机械、玩具和家电等传统领域,在多媒体虚拟实景、立体动画、医学、文物与艺术品的仿制和破损零部件的修复、面向人体的个性化设计等方面的应用也在发展、结合人工智能进行无人化识别。

本课程将围绕逆向工程项目操作过程中的三维测量原理与方法、正逆向混合设计和3D打印技术等内容进行详细讲解。逆向工程部分会对数字化测量的原理、数据获取的不同方法(接触和非接触式)、硬件测量设备(三维光学测量、三坐标测量仪)、常用的数据后处理软件进行学习。结合逆向设备及逆向建模软件讲解点云图像快速获取、点云数据处理、快速曲面重构、面片的编辑、修改与优化,以及创成式外形设计模块、自由曲面建模、逆向综合建模等。随着3D打印技术的兴起,逆向工程技术可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件的原型制作、新设计思想的校验等提供一种高效低成本的手段,课程内容增加了3D打印增材制造技术的讲解示范。3D打印是一门综合性、交叉性的前沿制造技术,它打破了传统的成型模式,利用离散/堆积的原理,无需任何工、模具,由CAD模型直接驱动,快速完成任意复杂形状的原型和零件的制造。本课程产品的制造实践环节将介绍3D打印的工艺流程,分层数据处理以及打印机的操作,同时基于网络在线打印。

本课程将面向机械、艺术、建筑、土木、医学的专业学生,32学时2学分。

通过该课程的学习使学生了解和掌握现代工业产品设计开发的前沿技术,拓展其制造技术思维方式,培养学生的快速研发设计制造能力。为专业知识的学习打好基础。

授课目标

【知识目标】

(1)了解现代工业产品开发的流程,最新设计开发方法,最新的快速成型制造、增材制造技术

2)掌握自由曲面造型、计算机辅助设计CAD技术、可视化技术

(3)掌握逆向工程的原理、技术方法、软硬件设施及应用

【能力目标】

(4)能够熟练进行三维建模、曲面曲线造型设计、色彩、纹理、渲染、可视化等操作,注重艺术性、创造性的训练

5)掌握逆向工程的原理、设备的使用,能够熟练完成模型反求及逆向数据处理

(6)掌握3D打印技术,能够保证很高的打印质量和精度,提升动手实践水平

【价值目标】

(7)通过项目流程开发的学习和实践,了解工业产品开发的实际运作过程,力图拓展学生的视野,提高视觉审美能力,启发学生的创造性思维,激发学生对工业设计的兴趣,使学生理解正向工程与逆向工程、设计与制造的相互关系,使学生具备一定的工业产品设计开发能力,为今后学习和就业奠定重要的基础。


课程大纲
预备知识

高等数学等基础知识、 熟悉计算机辅助设计CAD软件(UG NX、SolidWorks、3Dsmax、Geomagic Design X)的一些基本操作。

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

陈雪芳 孙春华主编. 逆向工程与快速成型技术应用(第3版).机械工业出版社,2021.03

成思源 杨雪荣主编 逆向工程技术 .机械工业出版社,2017.10

张萍 主编. 工业产品造型设计, 机械工业出版社,2016.9

常见问题

Q:  请问遇到不懂的问题如何询问课程老师?

A:  课程老师定期在平台上答疑,请学员们积极留帖,或者加QQ114561526或QQ群440177116留言。

Q:  请问该课程适合于哪些学员学习?

A:  本课程内容丰富,适合于机械类、工业设计类专业学员学习。

Q:软件安装包哪里获取?

A:加QQ114561526或QQ群440177116索取

Q:请问点云数据在哪里获取?

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