Why go in reverse when you can move forward?

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1 Why go in reverse when you can move forward?
3-matic: 正向工程 Why go in reverse when you can move forward?

2 比利时Materialise 成立于1990年 全球员工900名 总部位于比利时，在世界多个国家拥有分支机构 在多个领域不断发展... 2

3 公司业务范围 工业服务（比利时总部） 快速成型软件解决方案 MGX概念设计加工服务 医疗植入体 种植牙 导板 3

4 3-matic的工作流程 数据合并 数据修复 & 模型简化 设计 & 更改 提高网格质量 实体模型 扫描数据 CAD数据 三维数字模型
点云数据 网格数据 FEA & CFD CT数据 Mimics Iges CAD CAD数据 STL RP 三维数字模型 Pro/E UG CATIA STL数据 STL CAM Magics

5 传统CAD格式和STL格式的区别 数字信号 模拟信号 传统CAD格式 STL格式
The complex signals of analogue electronics are comparable to classical CAD entities that use complex mathematical formulas to describe surfaces and representations. Digital electronics rely on huge amounts of very simple entities - digits, one or zero - obtained by sampling the analogue data. By analogy to digital electronics, digital CAD is based on voxels and points.

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7 正向工程在汽车行业的应用 点云数据处理 数据修复 设计更改 CAE前处理 重建&修复扫描数据 数据转换：针对不同的要求，设置不同的精度
STL错误修复：法向修复、 孔封闭、缝隙缝合、多壳体修复、 ... 设计更改 草图&设计功能 加快或取代逆向工程 加快设计速度 减少逆向工程过程中的精度损失 CAE前处理

8 点云数据处理

9 扫描数据 点云

10 扫描数据 点云 实体化

11 扫描数据 点云 实体化 补洞

12 扫描数据 点云 实体化 补洞 边缘清理

13 扫描数据 点云 实体化 补洞 边缘清理 面平移

14 扫描数据 点云 实体化 补洞 边缘清理 面平移 开孔

15 扫描数据 点云 实体化 补洞 边缘清理 面平移 开孔 最终结果

16 修正设计 修正设计

17 恢复孔洞: 出发点

18 恢复孔洞: 孔洞闭合

19 恢复孔洞: 重新设计

20 恢复孔洞: 形成孔洞

21 恢复孔洞: 引导填充

22 恢复孔洞: 引导填充 通过二维制图功能, 引导线可以设计, 确保孔洞的填充和修复, 通过引导线能够确保其几何形状的准确!

23 数据修复

24 自动修复 修复算法 自动法向修复、缝隙缝合 高级面修复和重建 自动移除内部交叉
On importing, each CAD face is faceted (triangulated) separately Then, highly automated fixing operations can be applied to fix normal orientations, to do stitching and hole filling and to remove self-intersections Hence, to create a watertight mesh 修复算法 自动法向修复、缝隙缝合 高级面修复和重建 自动移除内部交叉 Data courtesy 3dCafe.com

25 特征简化 Furthermore, there is functionality to easily do defeaturing

26 特征包裹 包裹式修复算法 分离的细节和缝隙封闭参数 支持漏洞检测和封闭 包裹后得到的数据与其它数据格式一样
Our wrapping algorithm allows to remove internal geometry and to close gaps automatically It is unique because it has a separate parameter for level of detail and gap-closing-distance 包裹式修复算法 分离的细节和缝隙封闭参数 支持漏洞检测和封闭 包裹后得到的数据与其它数据格式一样 Data courtesy 3dCafe.com

27 特征包裹 Industry references: MIRA, AdvantageCFD, TotalSim
It has been tested by professionals in the industry (MIRA, AdvantageCFD, TotalSim)

28 设计更改

29 特征创建：生成加强肋 生成加强肋

30 特征创建 添加厚度、清理孔洞、剪掉无用边

31 特征创建：创建肋和扣环

32 特征创建：创建肋和扣环 肋和扣环

33 特征创建：创建肋和扣环 创建厚度

34 特征创建：创建肋和扣环 画筋的草图

35 特征创建：创建肋和扣环 拉伸

36 特征创建：创建肋和扣环 画扣的草图

37 特征创建：创建肋和扣环 拉伸扣

38 特征创建：创建肋和扣环 最终结果

39 从CAD文件到快速成型：案例暗示 BMW Mini Cooper的整车CAD模型
从cad格式转换为stl格式以后，我们从图中可以发现，有很多红面和黄线，其中红面指的是反转三角面片，而黄色则表示三角面片之间的配合有问题。

40 从CAD文件到快速成型：案例暗示 BMW Mini Cooper的整车CAD模型 复杂的装配体 需要3-matic： 给零件添加厚度

41 从CAD文件到快速成型：案例暗示 Mini Cooper的整车CAD模型 复杂的装配体 需要3-matic： 使模型实体化
模型简化&分离零件

42 从CAD文件到快速成型：案例暗示 Mini Cooper的整车CAD模型 复杂的装配体 需要3-matic： 创建加强筋，使它可以进行加工
因为大平面零件加工过程中，由于热应力的关系，很容易导致成型以后的零件变形。

43 从CAD文件到快速成型：案例暗示 快速成型加工后的效果

44 Holden机械赢得了于时间的竞赛 Holden机械 Historical motor sport 紧张的时间节点
为旧车型赛车行业提供赛车备件生产服务的零部件制造商 Historical motor sport 使用旧的F1 赛车车型 需要使用原始技术生产替代零部件 铸造 紧张的时间节点 损坏的F1赛车--March 711 将在两个星期后参加蒙特卡罗站 使用正向工程，Holden机械可以减少60%的时间 March 711 F1 car

45 从扫描数据到加工数据 损坏的零件 扫描数据

46 从扫描数据到加工数据

47 从扫描数据到加工数据 重新设计的零件 Back side of main part

48 从扫描数据到加工数据 在3-matic中设计完成以后，直接导入DEPOCAM 生成数控成型加工路径 共耗时20小时
扫描时间: 2hours 在3-matic中设计: 8 hours 数控编程: 2 hours CNC 加工：8 hours 在传统的逆向工程中需要的时间：60个小时

49 CAE前处理

50 前处理工作流程 3-matic 导入&特征简化 数据的修复、清理&重建 数据准备 快速的网格重画技术 生成四面体网格
CAD数据或非CAD数据 扫描数据 点云数据& STL 数据 FEA & CFD 网格 Nastran, Patran, Fluent, Abaqus, Patran, Ansys 数据的修复、清理&重建 基于面的修复和重建技术 数据准备 缝隙填补、特征简化、包裹式修复、布尔操作等… 快速的网格重画技术 生成四面体网格 导出FEA & CFD分析需要的网格： 3-matic

51 网格优化 网格优化 (可以优化质量极差的网格) 网格粗化(局部/全局) 网格细化 (局部/全局) 平滑处理 (局部/全局) 网格大小控制
模型分析 表面平滑 尖锐特征 壁厚 Our remeshing functionality allows to start from arbitrarily badly skewed meshes All the functionality is available to create a surface mesh of good quality and without problems so that a good volume mesh will be created automatically

52 前处理：从扫描数据到FEA/CFD 扫描数据 使用Wrap和其它功能，生成一个整体网格 使用网格优化功能对整体网格进行
优化，使符合CAE分析要求

53 网格优化 As you can see in this example, good element quality can be obtained And inlet and outlet surfaces are preserved Data courtesy ROTAX

54 网格优化 As you can see in this picture, sharp edges can be preserved
Data courtesy TotalSim Lmtd

55 优化过程中可以保留或者去掉模型上的特征线
网格优化 优化过程中可以保留或者去掉模型上的特征线 The surface split which is extracted from the CAD file can either be used or ignored The latter is very useful because often there are more CAD faces than necessary and hence this allows a type of automatic defeaturing Data courtesy Westland Helicopters Ltd

56 生成中间平面&壁厚分析 We also allow to create a midplane of thin components and to compute the wall thickness The wall thickness information can be used to create surface zones and can be exported for instance in Patran format

57 对薄壁进行局部网格细化 壁厚分析& 局部网格细化
Local wall thickness can be compared with local element size and this can be used to refine in thin areas where the elements are too large Data courtesy ROTAX

58 其它网格文件的导入&导出 把网格文件导出到Ansys, Abaqus, Fluent, Nastran, Patran, Comsol, 或者导入网格文件… The results can be exported in all the standard FEA/CFD formats

59 Thank you! Any questions?