三维测量技术及应用

第1章 3D打印技术概述 1

1.1 3D打印技术简介 1

1.1.1 3D打印技术的概念 1

1.1.2 3D打印技术的发展史 2

1.1.3 3D打印技术的特点 5

1.2 3D打印技术的工作原理 6

1.3 3D打印的全过程 8

1.3.1 工件三维CAD模型文件的建立 9

1.3.2 三维扫描仪 10

1.3.3 三维模型文件的近似处理与切片处理 11

1.4 3D打印机的主流机型 12

1.4.1 立体光固化3D打印机 13

1.4.2 选择性激光烧结3D打印机 14

1.4.3 选择性激光熔化3D打印机 15

1.4.4 熔丝制造3D打印机 16

1.4.5 分层实体制造3D打印机 18

1.4.6 黏结剂喷射打印机 19

1.5 3D打印技术的应用与发展 21

1.5.1 3D打印技术的应用 21

1.5.2 3D打印技术与行业结合的优势 23

1.5.3 3D打印技术在国内的发展现状 29

1.5.4 3D打印技术在国内的发展趋势 31

1.5.5 3D打印技术发展的未来 33

第2章 工件3D打印数字模型建立 35

2.1 3D建模方法——正向工程 35

2.1.1 正向工程的原理及意义 35

2.1.2 正向工程的案例： 地球仪拼图 36

2.1.3 常用软件介绍 37

2.1.4 典型软件(Rhino)应用实例 45

2.1.5 典型软件(SoildWorks)应用实例 59

2.1.6 典型软件(123D Design)应用实例 71

2.2 3D建模方法——逆向工程 77

2.2.1 逆向工程的原理及意义 77

2.2.2 常用软件介绍 79

2.2.3 典型软件应用实例 83

2.3 设计方法——正逆向混合设计 96

2.3.1 常用软件Geomagic Direct 97

2.3.2 混合设计实例 98

2.4 STL数据 106

2.4.1 数据介绍 106

2.4.2 常用数据格式转换软件及方法 107

2.4.3 STL数据修复的软件与方法 108

第3章 常用测量方法及设备简介 115

3.1 常用测量方法 115

3.1.1 接触式测量 115

3.1.2 非接触式测量 121

3.1.3 接触式与非接触式测量方法的优缺点 125

3.2 三维扫描仪应用与分类 127

3.2.1 应用领域 127

3.2.2 三维扫描仪分类 129

3.2.3 总结 141

第4章 面结构光三维测量技术原理 142

4.1 国内外研究现状 142

4.2 测量原理简介 144

4.2.1 相位移算法 144

4.2.2 系统参数标定 148

4.2.3 三维重建 151

第5章 面结构光三维测量设备原理及操作 153

5.1 PowerScan系列快速三维测量系统简介 153

5.2 PowerScan系列快速三维测量系统构造 157

5.2.1 系统框图 157

5.2.2 系统结构 157

5.3 PowerScan系列快速三维测量系统安装调试 159

5.4 软件界面介绍 162

5.5 系统操作说明 164

5.5.1 建立工程 164

5.5.2 系统标定 165

5.5.3 扫描测量设置 174

5.5.4 选择模型拼接方式 175

5.6 扫描测量 176

5.6.1 黏贴标志点 176

5.6.2 标志点匹配 177

5.6.3 扫描测量 177

5.7 常见问题 181

第6章 三维测量与数据处理实例 183

6.1 高尔基头像扫描测量实例 184

6.2 唐三彩骏马扫描测量实例 188

6.3 OGGI 3D SH三维扫描系统使用说明 197

6.3.1 软件界面介绍 197

6.3.2 系统标定 197

6.3.3 扫描以及后处理 202

6.3.4 常见故障排除 205

第7章 3D技术的发展方向及应用案例分析 206

7.1 3D技术的发展方向 206

7.1.1 3D扫描技术的发展方向 206

7.1.2 3D打印技术的发展方向 206

7.2 案例分析 207

7.2.1 工业制造领域 207

7.2.2 民用生活领域 215

7.2.3 生物医学领域 217

7.2.4 文化创意领域 219

参考文献 221 2100433B

本书共7章， 主要内容包括：3D打印技术概述，工件3D打印数字模型建立，常用测量方法及设备简介，面结构光三维测量技术原理，面结构光三维测量设备原理及操作，三维测量与数据处理实例，3D技术的发展方向及应用案例分析。

本书以论述面结构光三维测量技术为主，介绍与之相关的正逆向3D打印建模，并以PowerScan系列蓝光三维测量设备为例，详细介绍了设备操作及数据处理方法。

本书可作为高等院校机械工程专业、材料工程专业、职业教育制造工程类相关专业的教材与参考书，以及产品开发和制造业技术人员的参考书，亦可供关心制造技术发展的不同领域、不同行业的人员和学生阅读。

本书介绍精密工程测量的特点、精度要求及实施方案，数据的预处理及异常值检验，应用现代新型仪器实施平面及高程精密测量的方法及其精度分析；论述控制网的优化、高程的精密传递、现代测绘技术GPS的应用；研究大气折光对测量精度的影响；讲述变形监测的资料分析方法及自动监测技术，精密测量技术的工程应用。本书所论述的内容大部分结合了现代工程精密测量技术，研究和分析问题较深入、并有较广的涵盖面。本书既可作为测量工程专业本科教学用书、研究生教材，又可供有关人员参考。

机械制图及测量技术应用修订过程

该教材由吕瑛波、刘哲主编，王影任副主编。具体编写分工如下：第0、1、4、6、7、10章由吕瑛波编写，第2、3、8章由刘哲编写，第5、9章由王影编写，全书由吕瑛波负责统稿和定稿。全书由山东大学苑国强主审，青岛地恩地集团总工程师郭建津审核第6章至第10章内容，青岛职业技术学院海尔学院于志云审核部分章节。他们对书稿提出了意见和建议。

机械制图及测量技术应用出版工作

2008年9月，该教材由化学工业出版社出版。