牙齿反求造型及托槽设计
摘 要
逆向技术使得产品模型重构得到了精确的表达，为产品的进一步分析、优化和制造确立了统一的对象，在产品快速设计开发和复杂型面数控加工方面都具有重大的意义。利用逆向工程对牙齿进行造型设计，可以使得牙齿的造型更加的精确完美，缩短了产品的生产周期。本文对逆向工程的概念、方法进行了系统的阐述,研究了牙齿的逆向工程造型方法，并详细介绍了对一排牙齿进行逆向造型的步骤。同时，在完成牙齿点云数据的逆向造型设计之后，又选取一个牙齿的曲面，在UG软件中利用该牙齿的曲面特征制作了一个个性化的牙齿矫正托槽。通过牙齿的逆向造型的研究，个性化托槽的制作，规划出一个从牙模到牙齿CAD模型再到个性化牙齿托槽CAD模型制作的逆向开发流程，最后成型的牙齿曲面精度完全符合工程要求，设计的个性化托槽也很满足实际需要。
关键词：逆向工程 牙齿点云 曲面造型 托槽
目 录
中文摘要…………………………………………………………………………………i
Abstract…………………………………………………………………………………ii
目录………………………………………………………………………………………iii
第一章 绪论……………………………………………………………………………1
1.1 研究动机与目的……………………………………………………………1
1.2 研究背景……………………………………………………………………1
1.3 研究方法与系统描述………………………………………………………………1
1.4 论文內容概述 ………………………………………………………………………2
第二章 逆向工程介绍…………………………………………………………………3
2.1 逆向工程的定义……………………………………………………………3
2.2 逆向工程特点………………………………………………………………3
2.3 逆向建模的一般流程图……………………………………………………4
2.4 逆向工程的发展现状和趋势………………………………………………4
2.5 逆向工程的一般步骤………………………………………………………6
2.5.1 实体扫描………………………………………………………………6
2.5.2 点云处理………………………………………………………………7
2.5.3 曲面重构………………………………………………………………8
2.5.4 实体建模………………………………………………………………8
第三章 牙齿逆向工程相关的软件和硬件……………………………………………9
3.1 三维扫描设备………………………………………………………………9
3.2 点云曲面处理软件…………………………………………………………10
3.3 托槽造型软件………………………………………………………………11
第四章 牙齿点云逆向造型的具体步骤………………………………………………14
4.1 牙齿逆向造型的流程………………………………………………………14
4.2 模型分析……………………………………………………………………14
4.3 扫描…………………………………………………………………………14
4.4 点云数据处理………………………………………………………………15
4.4.1 数据导入………………………………………………………………15
4.4.2 删除多余点……………………………………………………………16
4.4.3 删除体外孤点…………………………………………………………17
4.4.4 删除噪音点……………………………………………………………18
4.4.5 点云精简………………………………………………………………20
4.5 多边形阶段…………………………………………………………………23
4.5.1 多边形的建立…………………………………………………………23
4.5.2 多边形的修补…………………………………………………………24
4.5.3 多边形模型的优化……………………………………………………27
4.5.4 多边形模型3D比较 …………………………………………………31
4.6 曲面造型……………………………………………………………………32
4.6.1探测曲率简化轮廓线 …………………………………………………32
4.6.2 构建曲面片……………………………………………………………33
4.6.3 构建网格………………………………………………………………34
4.6.4 构成曲面………………………………………………………………35
4.7 曲面质量检验………………………………………………………………37
4.8 数据转化导出通用格式……………………………………………………38
第五章 牙齿托槽的建立………………………………………………………………39
第六章 结论……………………………………………………………………………44
参考文献…………………………………………………………………………………45
致谢………………………………………………………………………………………46
