本文關(guān)鍵詞： 工業(yè)CT 逆向工程 三維模型重建 誤差分析 快速成形　出處：《哈爾濱理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：快速成形技術(shù)正以一股不可阻擋之勢(shì),廣泛且深遠(yuǎn)地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,它是集ICT掃描、逆向工程等技術(shù)于一體的新方向。在工業(yè)CT掃描技術(shù)與基于逆向工程建模技術(shù)輔助之下,獲得諸如人體器官?gòu)?fù)雜件的三維數(shù)據(jù),再借助快速成形技術(shù),加工出符合相關(guān)要求的成形件。故而對(duì)于傳統(tǒng)的醫(yī)療診斷、人體器官組織的復(fù)制,皆會(huì)因此而有著不可估量的市場(chǎng)價(jià)值。本文是針對(duì)牙齒模型的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取、三維模型的曲面重構(gòu)、以及快速成形技術(shù)的研究。借助工業(yè)CT對(duì)牙齒的咬模進(jìn)行掃描,將得到的牙模三維數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接,為逆向工程三維模型的重建打下基礎(chǔ)。本文研究所涉及的主要工作如下所述:1.借助工業(yè)CT的手段對(duì)牙齒的咬模進(jìn)行掃描,經(jīng)過(guò)設(shè)備上自動(dòng)拼接與邊緣輪廓優(yōu)化的處理后得到牙模的三維數(shù)據(jù)模型,將該數(shù)據(jù)模型以逆向軟件可以識(shí)別的文件格式進(jìn)行輸出保存,為接下來(lái)基于逆向工程牙模的曲面重構(gòu)作好準(zhǔn)備。2.針對(duì)于本文要研究的牙模,因其模型曲面相當(dāng)復(fù)雜,故而在基于Bezier曲線(xiàn)/曲面算法的基礎(chǔ)上,采取了一種名為NURBS曲線(xiàn)/曲面的全新算法,輔以逆向工程軟件Geomagic對(duì)上述的牙齒三維數(shù)據(jù)進(jìn)行了簡(jiǎn)化多邊形與參數(shù)化曲面處理,得到了優(yōu)化后的牙齒三維模型,并以STL文件格式進(jìn)行輸出保存。3.針對(duì)基于FDM熔融沉積原理的成形方法,分析了設(shè)備本身、前處理、加工成形與后處理的過(guò)程中各種因素造成的誤差,并對(duì)可能導(dǎo)致誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,對(duì)不同的誤差來(lái)源,提出了相應(yīng)的優(yōu)化方案,為牙齒能夠更好地成形打下良好與堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。4.將曲面重構(gòu)完成后的牙齒三維模型輸入到HTS200快速成形機(jī)的系統(tǒng)控制平臺(tái)之中,最終完成了牙齒模型的加工成形,證明了將工業(yè)CT掃描技術(shù)、基于逆向工程的曲面重構(gòu)技術(shù)以及快速成形技術(shù)這三種技術(shù)相結(jié)合思路的可行性與科學(xué)性,為后來(lái)學(xué)者研究相似的問(wèn)題提供了指導(dǎo)和啟發(fā)。
[Abstract]:Rapid prototyping technology is being widely and profoundly applied in medicine and other fields with an unstoppable trend. It is a collection of ICT scanning. A new direction in which reverse engineering is integrated. With the help of industrial CT scanning and reverse engineering modeling, 3D data such as complex parts of human organs are obtained, and then rapid prototyping is used. Processing the relevant requirements of forming parts. Therefore, for traditional medical diagnosis, human organ tissue replication, will therefore have incalculable market value. This paper is for the acquisition of dental model point cloud data. The surface reconstruction of 3D model and the research of rapid prototyping technology. To lay the foundation for the reconstruction of 3D model of reverse engineering. The main work involved in this study is as follows: 1. Scanning the bite model of teeth by means of industrial CT, After automatic stitching and edge contour optimization on the device, the 3D data model of the tooth die is obtained, and the data model is output and saved in a file format recognized by the reverse software. Preparation for the next surface reconstruction based on reverse engineering. 2. Aiming at the tooth model to be studied in this paper, because the model surface is very complex, so it is based on the Bezier curve / surface algorithm. A new algorithm called NURBS curve / surface is adopted, which is assisted by reverse engineering software Geomagic to simplify the polygon and parameterized surface of the tooth, and the optimized tooth 3D model is obtained. According to the forming method based on the principle of FDM melt deposition, the errors caused by various factors in the process of equipment itself, pre-processing, processing and post-processing are analyzed. The causes that may lead to errors are analyzed, and the corresponding optimization schemes are put forward for different error sources. Finally, the tooth 3D model after surface reconstruction is input into the system control platform of HTS200 rapid prototyping machine, and finally the tooth model forming is finished. It is proved that it is feasible and scientific to combine industrial CT scanning technology, surface reconstruction technology based on reverse engineering and rapid prototyping technology, which provides guidance and inspiration for scholars to study similar problems.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：R783;TP391.7

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本文編號(hào)：1526892