摘要：为了提高模具制造质量从而保证模具生产的正常运转状态，进而为模具生产企业节约更多成本，如何在模具设计及制造过程中，灵活应用逆向工程技术成了重中之重。本文针对逆向工程技术进行简单概述，对其在模具设计及制造过程中的应用措施进行了探究。
关键词：逆向工程；模具制造；技术应用
随着我国计算机技术的发展，逆向工程技术应用范围不断深化。为此，如何在模具设计及制作过程中应用逆向工程技术，是我国模具行业在发展进程中不可避免的问题。鉴于此，本文对“逆向工程技术及其在模具设计制造中的应用”进行研究意义重大。
1.逆向工程技术的概述
1.1逆向工程技术的概述及优势
逆向工程技术也称为反求工程技术，指对于某种产品设计及制造过程的重现技术。其技术机理为：针对某项产品进行反向研究，从而得出此产品的生产流程、功能特点及结构规格等数据，以便于相关设计人员制作出外表类似，而功能相反的产品。应用范围为：第一，商业性硬件；第二，军事性硬件及设备。技术目的为：在无产品生产信息等数据的情况下，对产品进行反向研究，从而推断出产品的设计理念及原理。值得注意的是，逆向工程技术往往被误认为严重侵害原生产企业的知识产权，但在其实际应用过程中，不仅能保护知识产权所有者，还能在知识产权受到侵犯过程后，提供强有力的数据支持。
逆向工程技术的优势为：（1）加快产品设计、制造周期，加速产业变革及产品更新换代速度；（2）为企业节约更多成本，降低企业市场风险；（3）优化产品设计，使产品形成系列化；（4）有利于小型零件的设计及制造，尤其是模具设计及制作。基于目前我国中小型模具生产企业，模具需求数量低，类型多，逆向工程技术在一定程度上解决了此类问题，其制作方法为：第一，直接制模法，也称快速制模法，指利用RP技术，输入模具CAD数据以系统直接成型，此制作方法制作周期短，无须依靠传统制模工艺；第二，间接制模法，指利用RP技术，产出产品原型，以原型做模板，再结合传统制模技术，最终制出满足用户需求的新型模具。
1.2逆向工程技术的组成
（1）数据采集法。指在产品在进行逆向研究过程中，准确对产品表面数据进行数字化采集的方法。由于测量设备、测量方法的复杂性，不同设备间的运作原理也不尽相同。依据测量设备与零件表面是否接触，可将数据采集法分为：第一，接触式，包括点触动发展式及连续式采集；第二，非接触式，非接触式方法较为复杂，基于声、光学原理，包括：激光测距法、结构光干涉法、图像分析法等。这些方法均各有其优劣，在实际应用过程中，可参考具体情况具体分析，应依据被测物体的特征及应用目标，合理选择测量方法。例如：在接触式测量法中，三坐标测量设备被广泛应用；而在非接触式测量法中，结构光干涉法是目前技术最为成熟的三维形状测量法，其主要应用范围为工业[1]。总而言之，应充分结合接触式测量的精确程度，再考虑非接触式法的测量速度及应用范围，加速两类测量法的集成化发展，最终为我国的模具行业的发展奠定基础。
（2）构建新型数字化建模系统。随着逆向工程研究及应用的深入，结合相关资料发现，商业化专用CAD建模系统软件数量逐渐增多。西方发达国家涌现出一大批较为完整的具有建模功能的系统，例如：EDS公司的IMA系统，依据建模系统在曲面模型重建时的特点，可分为：第一，传统曲面造型；第二，快速曲面造型。
传统曲面造型以点至线至面为建模流程，以曲线及测量点直接构架整体曲面，例如：CAD等，其建模机理为：首先，指以测量点至曲面的建模方法，此方法对于区域进行整体分割，应用参数曲面对测量点模拟整合，从而得出曲面基元，进而将各分散曲面基元进行整合，最终得到曲面的方法；其次，指以测量点先至曲线，再至曲面的建模方法[2]。一般情况下，此法用于经验较为成熟的用户，以经验构架特征曲线基础，从而实现曲面造型，最终重建曲面的过程。
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近年来，随着商业化专用CAD建模系统软件数量逐渐增多，但在实际应用过程中，还存在着诸多问题影响其应用效果。主要原因为：第一，智能化程度低；第二，精确度低；第三，软件自身局限性。所以，在具体模具设计及制造过程中，设计人员将不同软件搭配使用，扬长避短，最终提高模具设计及制造的质量。
2.逆向工程技术在模具设计及制造中的应用
2.1实物制造
一般情况下，生产企业所拿到的技术资料有可能是三维数据，也有可能是CAD模型，但更有可能拿到的是实物模具。如何以实物模具为模板，复刻建立新型模板是我国模具行业在发展过程中不可避免的重点问题。要求设计人员依据逆向工程技术，结合CAD建模系统，最终满足客户的需求，提供便捷的模具设计服务。其具体应用措施为：（1）依据实物模具对其进行数字化测量点云；（2）利用逆向工程软件构架数字模型，得出实体；（3）对实体数字模型进行相应分析与研究，得出模具设计方案，最终完成CAD模具的前期设计工作。
2.2修改定型
在模具设计过程中，需反复修改其设计型面以满足用户要求。但是无论模具型面如何的改变，却无法反映在CAD模型上[3]。其具体应用措施为：依据逆向工程中模具表面数字化功能，结合CAD模型重建，即可在设计修改过程中改变其原始CAD模型的型面。值得注意的是，在模具制造过程中，以最终CAD设计方案制作生产，不仅减少模具生产程序，还显著提高其生产效率，大大降低生产成本。
2.3二次创新
二次创新指在模具设计过程中，应用逆向工程技术，构建数字化原始模型，引进新兴技术，对原始模型进行二次设计与优化，最后将新型模具进行扫描，数据导入计算机中，仿真模拟其使用性能，判断是否符合用户要求，从而实现模具设计二次创新的目标。优势：（1）满足我国模具行业持续性发展需求；（2）加速模具设计产业变革，以创新思想为基础，提高我国自主设计水平，强化知识产权意识。
2.4还原磨损及损害
针对汽车模具，尤其是大型覆盖件模具，模具结构尺寸较大，结构型面复杂，对于尺寸精度、表面光滑度要求高，也因其在汽车生产过程中具备显著价值作用，所以在引发模具磨损及损害的情况下，容易使汽车生产机械设备性能受到很大程度的影响，在严重情况下还可能造成巨大财产损失及人员伤亡事故[4]。为此，汽车模具磨损及损害还原修复技术成了重中之重。然而，从目前还原修复技术手段来看，受传统思想严重，从而使还原修复技术方法没有获得及时有效的更新，这样不仅使汽车生产企业在模具修复还原上存在一定盲目性，还使投入的维修及保养资金达不到预期效果，反而增加了成本。因此，便需要相应的解决措施，具体应用措施为：（1）依据逆向工程技术对汽车模具磨损区域或损坏区域进行识别修复，建立完整CAD汽车模具模型；（2）以复原CAD模型为基础，采用冲压成型模拟进行分析计算，以提高汽车模具的使用年限。
2.5质量监测
模具回弹是在模具冲压成型过程中无法避免的现象。影响其回弹的因素较为复杂，例如：模具材料特点等，如何降低其回弹率，是模具质量监测过程中面临的重要问题。具体应用措施：以CAE技术，计算模具最终补偿型面[5]。但是，此类技术无法准确计算冲压件回弹力度，无法保障其补偿型面准确性。
3.结语
通过本文的探究，认识到尚且存在诸多问题影响着模具设计及制造的质量。为了使其质量得到有效提升，便有必要采取行之有效的解决措施。相信从以上应用范围加以完善，在模具设计及制造过程中，逆向工程技术的应用效率将能够得到有效提高，进一步为推进我国模具行业的发展奠定夯实的基础。
参考文献：
[1]苏玉珍，朱庆华，刘爽，任立军，侯巧红，王涛，杨锋，顾豪.基于逆向工程的塑料模具数字化设计与制造的应用研究[J].科技信息，2013，03：43-88.
[2]肖德强.模具设计制造中逆向工程技术的应用[J].装备制造技术，2013，07：134-135.
[3]杨飞，高东强，闫媛媛.逆向工程技术在塑料模具设计中的应用[J].塑料工业，2013，08：63-65.
[4]韦焜程.模具设计制造中逆向工程技术的应用[J].装备制造技术，2012，07：159-161.
论文作者:亚国勋
论文发表刊物:《基层建设》2016年14期
论文发表时间:2016/10/28
标签：模具论文; 工程技术论文; 过程中论文; 曲面论文; 模具设计论文; 测量论文; 建模论文; 《基层建设》2016年14期论文;