逆向设计专题（三）：逆向设计的应用范围
魔猴君 知识堂 1569天前
结合快速发展的3D打印技术和数字控制等技术，逆向设计在航天、汽车、工业制造、医疗等多个领域得到了较快的发展和应用，集中体现在以下几个方面：
(1) 新产品研发
企业为了适应竞争需要不断完善自己的产品，并将工业美学设计逐渐纳入创新设计的范畴，使产品朝着美观化、艺术化的方向发展。在汽车、飞机等产品的外形设计中，首先由工业设计师使用油泥、木模或泡沫塑料做成产品的比例模型，易于从审美角度评价并确定产品的外形，然后通过逆向工程技术将其转化为CAD模型，进而得到精确的数字定义。这样不但可以充分利用CAD技术的优势，还能适应智能化、集成化的产品设计制造过程中的信息交换需求。
(2) 产品的仿制和改型设计
利用逆向设计技术进行数据测量和数据处理，重建与实物相符的CAD模型，并在此基础上进行后续的操作。如模型修改、零件设计、有限元分析、误差分析、数控加工指令生成等，最终实现产品的仿制和改进。这是常见的产品设计方法，也是消化、吸收国内外先进的设计方法和理念从而提高自身设计水平的一种手段。 该方法被广泛地用于摩托车、家用电器、玩具等产品外形的修复、改造和创新设计。
(3) 产品局部区域的还原修复
利用逆向工程技术可从破损的零部件中提取出相应的特征或特征参数，进行自主设计开发，或从表面数据中获取特征信息对其进行面貌恢复以及其结构设计的推算，或对产品的局部区域进行还原修复。
(4) 快速模具制造
逆向工程技术在快速模具制造中的应用主要体现在两个方面:一种情况是以样本模具为对象，对已符合要求的模具进行测量，重建其CAD模型，并在此基础上生成加工程序，这样可以提高模具的生成效率，降低模具的制造成本;另一种情况是以实物零件为对象，逆向反求其几何CAD模型，并在此基础上进行模具设计。
(5) 文物的保护和监测
大型的户外文物常年风吹日晒，容易发生风化而遭破坏。利用逆向设计技术定期对其进行测量扫描，把表面数据输人计算机进行模型重构，通过两次模型的比较，找出风化破坏点，从而制定相应的保护措施，或者进行相应的修复，使其保持原样。
(6) 医学领域的应用结合
CT、MRI等先进的医学技术，逆向设计可以根据人体骨骼和关节的形状进行假体的设计和制造。通过对人体表面轮廓测量所获得的数据，建立人体几何模型，从而制造出与表面轮廓相适应的特种服装，如头盔、座椅以及航空宇航领域中宇航服装的制造等。逆向设计方法结合3D打印技术在医学上有广泛的应用需求，如外科手术植人和修复设计等。
(7) CAE模型分析
将实物零件转化为计算机表达的产品数字模型，以便充分利用现有的计算机辅助分析(CAE) 技术对其进行模拟仿真分析，评估其性能指标，是逆向工程的一个新的发展方向。对于加工后的零部件，进行扫描测量，利用逆向设计中的曲面重构技术构造CAD模型，将该模型与原始设计的几何模型在计算机上进行数据比较，可以检测制造误差，提高检测精度。另外，借助工业CT技术，逆向工程不仅可以产生物体的外部形状，而且可以快速发现、定位物体的内部缺陷，从而作为工业产品无损探伤的重要手段。
