本发明涉及快速原型技术领域，具体为一种快速原型设计的方法。
背景技术：
随着全球化的加速，制造业的竞争越来越激烈，产品越来越向多品种、小批量、高精度、高性能和低成本方向发展，因此要求制造业能够尽量缩短产品的设计和制造周期才能够适应越来越快的市场变化，尤其是当今客户越来越喜欢定制产品，具体为客户提供产品的构想原型或者现有产品的模型，希望相应厂家根据客户需求进行改进和制造，在这一过程中如果按照传统方式，客户每提供一次需求或改进建议都对现有生产线进行调整从而制作产品原型的方式不仅费时费力而且成本大，如果能够采用快速原型的方式就能够解决此类问题。
快速原型是一种涉及多学科的新型综合制造技术，能够利用计算机辅助设计的方式，增强对产品造型和设计的能力，缩短设计时间，同时降低设计成本，如果能够设计一种能够针对客户提供的现有产品进行逆向工程，并进行改进和验证的新型快速原型设计方法就能够更加有效的满足客户随意定制产品的需求，缩短客户等待时间和设计时的成本投入，为此我们提供了一种快速原型设计的方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种快速原型设计的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种快速原型设计的方法，包括以下步骤：
S1：获取点云数据：将实物原件置于三维扫描仪中，调整环境光线通过三维扫描仪采集实物原件的点云数据；
S2：点云拟合：将S1中获取的点云数据导入三维辅助设计软件中，消除噪音点后对点云数据进行曲面拟合；
S3：实体转换：对S2拟合后的曲面进行修补和替换，并转换为实体特征；
S4：实体补齐：对转换后的实体进行观察，并补齐未扫描完整的数据和内部结构细节，对模型进行调整和补齐；
S5：模型设计：按照客户的需求对补齐后的实体模型进行改进，并将改进后的模型采用三维制造软件的评估模块和有限元分析模块，进行可制造型验证；
S6：3D打印：使用三维设计软件的3D打印模块将模型数据输入至3D打印机，并采用3D打印机将模型以最接近的材料打印出来，制成多个设计原型；
S7：抛光处理：对S6中打印的所有设计原型进行物理或化学方式的适度抛光处理，消除打印后的毛刺和粗大误差；
S8：设计原型测量和验证：将多个抛光处理后的设计原型进行尺寸测量和强度验证，并征求客户改进意见；
S9：原型件试制：对S8中验证不合格或客户不满意的重复S5-S8步骤，进行重新设计和验证，对S8中合格的模型，调整相应的生产线进行原型件试制，从而确定是否符合工厂的实际生产条件，并将根据试制件原型件的质量确定是否生产。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设计一种快速原型的设计方法，解决了因为客户不是专业设计人员因此存在设计意图多变，需求不严谨，从而导致企业需要制作大量的产品模型验证客户设计的问题，能够直接根据客户提供的现有产品和改进意见采用三维设计软件和3D打印技术，迅速便捷且低成本的评估客户需求和产品可制造性，从而降低企业的风险，同时也能够使企业能够更加灵活的应对客户的各种定制需求，具有很高的实用价值。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种快速原型设计的方法技术方案：
一种快速原型设计的方法，包括以下步骤：
S1：获取点云数据：将实物原件置于三维扫描仪中，调整环境光线通过三维扫描仪采集实物原件的点云数据；
S2：点云拟合：将S1中获取的点云数据导入三维辅助设计软件中，消除噪音点后对点云数据进行曲面拟合；
S3：实体转换：对S2拟合后的曲面进行修补和替换，并转换为实体特征；
S4：实体补齐：对转换后的实体进行观察，并补齐未扫描完整的数据和内部结构细节，对模型进行调整和补齐；
S5：模型设计：按照客户的需求对补齐后的实体模型进行改进，并将改进后的模型采用三维制造软件的评估模块和有限元分析模块，进行可制造型验证；
S6：3D打印：使用三维设计软件的3D打印模块将模型数据输入至3D打印机，并采用3D打印机将模型以最接近的材料打印出来，制成多个设计原型；
S7：抛光处理：对S6中打印的所有设计原型进行物理或化学方式的适度抛光处理，消除打印后的毛刺和粗大误差；
S8：设计原型测量和验证：将多个抛光处理后的设计原型进行尺寸测量和强度验证，并征求客户改进意见；
S9：原型件试制：对S8中验证不合格或客户不满意的重复S5-S8步骤，进行重新设计和验证，对S8中合格的模型，调整相应的生产线进行原型件试 制，从而确定是否符合工厂的实际生产条件，并将根据试制件原型件的质量确定是否生产。
本发明通过设计一种快速原型的设计方法，解决了因为客户不是专业设计人员因此存在设计意图多变，需求不严谨，从而导致企业需要制作大量的产品模型验证客户设计的问题，能够直接根据客户提供的现有产品和改进意见采用三维设计软件和3D打印技术，迅速便捷且低成本的评估客户需求和产品可制造性，从而降低企业的风险，同时也能够使企业能够更加灵活的应对客户的各种定制需求，具有很高的实用价值。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。