一.引言

本文从模具修复课题展开论述。

模具的修复，通常需要增加材料，然后再次加工成型，那么增材加工将发挥关键作用，数字化技术的深入发展、数字控制加工设备的迅速普及，对于模具修复，也采用激光熔敷技术精密修复缺陷，这些促使制造业工艺模式发生了质的改变。

增材制造，现阶段成为制造业界的一个热点。关于增材制造，国内华中科技大学、西北工业大学、北京航空航天大学做了大量的研究，并获得较多成果。

总体来看，欧美在增材制造技术方面具备更多的经验和积淀。英国全新轻金属增材制造设计解决方案“LIGHT”研发项目启动会议于2013年12月12日，在Delcam公司总部伯明翰召开，Delcam作为该项目的主导和管理单位，主持召开了本次会议。

“LIGHT”项目资金预算为887000英镑，旨在通过一系列的试验、测试和演示，找到一种全新的轻金属增材制造Additive Manufacturing（AM）方法，并帮助整个英国和世界制造业能更容易地接受和受益于这种制造方法。

本文将从再制造应用领域、基础模型获取、再制造模型修复与再设计、增材制造和数控加工等方面展开论述。

二.再制造应用领域

再制造产业，是以废旧产品运用高科技维修为主要活动的产业，主要指废旧机电产品再制造，包括汽车、飞机、电机、机床、器械、家电、办公设备等。这里列举与数控加工技术相关，同时制造企业能够获得较高附加值的再制造项目，如模具改型修复、设备贵重机械零部件修复等；国防方面，飞机发动机叶片、舰船、坦克、装甲车辆部件等。航空发动机叶片修复是保障飞机正常运转的重要保障；修复所付出的成本通常为正常生产制造的10%以下，就民用鼓风机行业主要部件鼓风机叶片修复，可较大幅度节约时间成本和制造成本；某汽车铸造厂，许多模型和模具，在早期使用传统技术直接通过2D绘图制造，如果需要复制一已有模具，以增加产能，和再制造有一定的关联性，可使用高效低成本的逆向工程方法来完成，扫描已有模具，在PowerSHAPE Pro中进行再造，然后直接使用CAM软件进行加工编程；该方式同样也适用于扫描损坏的模具，进行CAD处理后，新制作或修复损坏的模具。

三.模具修复基础模型获取

在数字化制造过程中，CAD模型通常是整个生产流程的源头。依托3D CAD模型，进行工艺分析和规划、生产流程安排、数控加工制造、质量检验检测等，那么，再制造通常是在模具损坏或机械零件破损时，需要快速恢复生产，对制造时间成本、制造成本等要求较高的情况下开展的。实施过程包括拥有原始设计的CAD模型和无CAD模型两种情况，但都需要对实际模型进行数据采集扫描。

（1）模具扫描

采用PowerSHAPE Pro可直接连接到全部主流激光扫描设备。随着零件的扫描，扫描结果即时显示在监视屏幕，确保扫描到所需的全部细节。强大的点编辑工具可删除无用点，或是去除扫描数据中的任何杂点。可快速轻松合并独立扫描形成的点云，产生理想、完整的零件数据；可分割大型或复杂点云数据，简化数据，从而加速大型数据模型的处理。

（2）扫描数据网格化

PowerSHAPE Pro也提供了强大的网格操作工具，帮助您快速建模。可通过平面封顶或是光顺、切矢连续的网格面片，快速、轻松填充孔和间隙；使用交互式网格雕刻工具删除缺陷，或是增加或删除细节。可简化网格区域或整理三角形，以改善拟合质量。使用直观的对齐定位工具，可将网格对齐于一已知方向，或是交互产生新的用户坐标系来指定基准位置。全部这些工具也都支持输入的STL模型数据，这使PowerSHAPE Pro成为能处理来自任何资源，任何形式的网格数据的理想再制造工具。

（3）根据扫描模型建模及模具设计

PowerSHAPE Pro包含大量的曲面和实体建模工具，帮助您在最短时间完成项目。可通过网格产生截面，定义实体建模或曲面建模中所需的线框形体。拥有专利的智能光标，可捕捉模型上的关键点，指导您产生直线、圆弧和曲线，简化模型建构过程；可自动分区网格并拟合成标准体素曲面或实体形状，如圆柱、平面、旋转体和挤出，加快棱柱形零件的建构；可使用光滑、高质量曲面蒙皮模型中的复杂区域；可交互裁剪曲面，产生理想模型；可使用强大的实体建模工具重新建构已完成的模型，整个重构过程具有完整的特征建构历史，方便随后编辑。

逆向工程是完全保型性应用，而我们这里考虑的是对造型模型重新特征化，应属于再造工程。