本发明专利技术提供了一种基于三维逆向重构打印技术的装备维修保障方法和系统，通过数据库技术建立装备零部件数据库，并从中快速索引零部件三维模型数据；通过三维逆向重构技术构造故障件缺损部位三维数据模型；通过3D打印技术制造加工故障件或其缺损部位，从而完成装备快速维修。整个工作流程包括建立装备零部件数据库、故障件三维逆向扫描、原始点云数据处理、故障件缺损部位三维模型构造、快速3D打印加工、3D打印原件后处理和修复性装配。通过此种方案可以灵活便捷地对各种零部件进行快速维修保障，提升部队装备保障能力。提升部队装备保障能力。提升部队装备保障能力。
【技术实现步骤摘要】
基于三维逆向重构打印技术的装备维修保障方法和系统
[0001]本专利技术涉及装备快速维修保障
，具体地，涉及基于三维逆向重构打印技术的装备维修保障方法和系统。尤其是将数据库技术、三维逆向重构技术和3D打印技术有效融合，通过具体工作流程，运用到武器装备快速维修保障任务中的技术方案。
技术介绍
[0002]在当前列装装备的型号和数量逐年增多，军事任务紧急繁重的严峻背景下，装备维修保障难度加大，特别是对战损零部件的快速维修更换，使其重新恢复战斗力的问题提出了更多要求。然而，目前装备维修保障方法仍然存在装备备件大量冗余、突发维修保障力不足、维修方式复杂，效率低等诸多不足。
[0003]专利文献CN114021740A公开了一种基地级航空装备自主维修保障信息系统及其保障信息方法，包括数据交互域、维修规划域、作业管理域、系统管理域、信息管理域，步骤包括获取航空装备技术状态及维修保障指令，分析状态、维修资源、历史信息类，制定规划，制定作业流程，按流程执行作业。
[0004]传统的维修保障方法不仅流程复杂、耗时耗力，甚至会影响装备的使用性能，已不能满足现代化战争条件下装备维修保障的需求。随着遂行的作战任务、作战空间向多样化方向发展，针对传统维修保障方法的弊端，现有装备的维修保障方法需要引入新兴技术来克服弊端。
[0005]3D打印技术即增材制造技术，是第三次工业革命的核心技术，随着逆向工程和三维测量技术的革新，有必要合理融合运用3D打印技术与三维逆向重构技术，形成新型装备快速维修保障技术方案。
技术实现思路
[0006]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于三维逆向重构打印技术的装备维修保障方法和系统。
[0007]根据本专利技术提供的一种基于三维逆向重构打印技术的装备维修保障方法，包括：
[0008]步骤A：将装备零部件的三维实体数据、材料种类信息导入数据库，作为装备维修保障对照数据信息，建立装备零部件数据库；
[0009]步骤B：判断故障件是否整体替换；若是整体替换，则将装备零部件数据库中功能完整的同一零部件三维实体数据作为3D打印输入，触发步骤D；若不是整体替换，则触发步骤C；
[0010]步骤C：逆向重构故障件三维模型，与装备零部件数据库中功能完整的同一零部件三维实体数据进行对照，得出故障件缺损部分的三维数据作为3D打印输入，触发步骤D；
[0011]步骤D：令3D打印机，根据所述3D打印输入和待打印零部件的材料种类信息，选择匹配的3D打印模块进行打印加工；
[0012]步骤E：对3D打印元件后处理；
[0013]步骤F：进行修复性装配。
[0014]优选地，所述步骤C包括：
[0015]步骤C1：令三维扫描设备获取故障件表面特征的原始三维点云数据；
[0016]步骤C2：根据原始三维点云数据创建出多边形模型和网格，根据多边形模型和网格得到故障件三维模型；
[0017]步骤C3：将故障件三维模型与装备零部件数据库中完备件三维模型对照，得到故障零部件待修复部位的三维数据模型作为3D打印的输入。
[0018]优选地，在所述步骤D中，针对零部件制造材料的不同：
[0019]故障件制造材料若为热塑性材料，则选择熔融沉积打印组件；
[0020]故障件制造材料若为金属或陶瓷材料，则选择激光烧结打印组件；
[0021]故障件制造材料若为钛合金材料，则选择电子束熔化成型打印组件。
[0022]优选地，对故障件缺损部位的STL文件进行分层处理，并根据材质不同选择合适的3D打印组件；其中，对逆向重构故障件待修复部位的三维模型进行分层处理，将三维模型离散成二维平面，用一系列的平行平面进行切分，得到切片，每个切片的平面上得到一层层的相交线，由于模型的完整性，所有的交线又是封闭的，形成轮廓线，以此生成3D打印喷头的填充路径规划。
[0023]优选地，所述择熔融沉积打印组件包括：工作平台、挤出机构、温控模块、机身框架、传动机构、送丝进料机构；其中，机身框架和工作平台为打印机的主体，为零部件提供结构支持；传动机构完成打印运动，主要为X、Y轴的水平方向联动和Z轴垂直方向运动；送丝进料机构完成丝料的进给运动，将丝料推进打印头；温控模块完成打印头及热板的温度控制，通过加热挤出头将丝材熔融挤出，加热热板减小材料打印翘边；挤出机构包括挤出头。
[0024]优选地，对3D打印件进行一系列后处理，通过剥离、后周化、修补、打磨、抛光的物理方法或使用丙酮溶剂的化学方法进行后处理，提高可用件表面精度。
[0025]根据本专利技术提供的一种基于三维逆向重构打印技术的装备维修保障中的故障件缺损部位处理方法，逆向重构故障件三维模型，与装备零部件数据库中功能完整的同一零部件三维实体数据进行对照，得出故障件缺损部分的三维数据作为3D打印输入。
[0026]优选地，包括：
[0027]第一步骤：令三维扫描设备获取故障件表面特征的原始三维点云数据；
[0028]第二步骤：根据原始三维点云数据创建出多边形模型和网格，根据多边形模型和网格得到故障件三维模型；
[0029]第三步骤：将故障件三维模型与装备零部件数据库中完备件三维模型对照，得到故障零部件待修复部位的三维数据模型作为3D打印的输入。
[0030]根据本专利技术提供的一种基于三维逆向重构打印技术的装备维修保障中的故障件缺损部位处理系统，逆向重构故障件三维模型，与装备零部件数据库中功能完整的同一零部件三维实体数据进行对照，得出故障件缺损部分的三维数据作为3D打印输入。
[0031]优选地，包括：
[0032]第一模块：令三维扫描设备获取故障件表面特征的原始三维点云数据；
[0033]第二模块：根据原始三维点云数据创建出多边形模型和网格，根据多边形模型和网格得到故障件三维模型；
[0034]第三模块：将故障件三维模型与装备零部件数据库中完备件三维模型对照，得到故障零部件待修复部位的三维数据模型作为3D打印的输入。
[0035]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0036]1、本专利技术将数据库技术、三维逆向重构技术和3D打印技术有效融合，并在武器装备领域，针对部队装备快速维修保障任务要求创造性地梳理出具体工作流程，具有较强的可操作性。从建立装备零部件数据库、故障件三维逆向扫描、原始点云数据处理、故障件缺损部位三维模型构造、快速3D打印加工、3D打印原件后处理到最终的修复性装配，从而完成装备故障件的快速维修工作。
[0037]2、本专利技术针对不同受损程度和修复难度的故障件，采用不同快速维修保障方法。对于受损严重，修复难度高的故障件采用整件打印，替换原故障件的方法；对于受损较轻，修复难度较小的故障件采用打印缺损部位的方法。这种精准维修方法可有效降低打印原材料的损耗，也节省了故障件修复时间。
[0038]3、本专利技术针对零部件制造材料的不同设计模块化打印组件。故障件制造材料若为热塑本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于三维逆向重构打印技术的装备维修保障方法，其特征在于，包括：步骤A：将装备零部件的三维实体数据、材料种类信息导入数据库，作为装备维修保障对照数据信息，建立装备零部件数据库；步骤B：判断故障件是否整体替换；若是整体替换，则将装备零部件数据库中功能完整的同一零部件三维实体数据作为3D打印输入，触发步骤D；若不是整体替换，则触发步骤C；步骤C：逆向重构故障件三维模型，与装备零部件数据库中功能完整的同一零部件三维实体数据进行对照，得出故障件缺损部分的三维数据作为3D打印输入，触发步骤D；步骤D：令3D打印机，根据所述3D打印输入和待打印零部件的材料种类信息，选择匹配的3D打印模块进行打印加工；步骤E：对3D打印元件后处理；步骤F：进行修复性装配。2.根据权利要求1所述的基于三维逆向重构打印技术的装备维修保障方法，其特征在于，所述步骤C包括：步骤C1：令三维扫描设备获取故障件表面特征的原始三维点云数据；步骤C2：根据原始三维点云数据创建出多边形模型和网格，根据多边形模型和网格得到故障件三维模型；步骤C3：将故障件三维模型与装备零部件数据库中完备件三维模型对照，得到故障零部件待修复部位的三维数据模型作为3D打印的输入。3.根据权利要求1所述的基于三维逆向重构打印技术的装备维修保障方法，其特征在于，在所述步骤D中，针对零部件制造材料的不同：故障件制造材料若为热塑性材料，则选择熔融沉积打印组件；故障件制造材料若为金属或陶瓷材料，则选择激光烧结打印组件；故障件制造材料若为钛合金材料，则选择电子束熔化成型打印组件。4.根据权利要求3所述的基于三维逆向重构打印技术的装备维修保障方法，其特征在于，对故障件缺损部位的STL文件进行分层处理，并根据材质不同选择合适的3D打印组件；其中，对逆向重构故障件待修复部位的三维模型进行分层处理，将三维模型离散成二维平面，用一系列的平行平面进行切分，得到切片，每个切片的平面上得到一层层的相交线，由于模型的完整性，所有的交线又是封闭的，形成轮廓线，以此生成3D打印喷头的填充路径规划。5.根据权利要求3所述的基于三维逆向重构打印技术的装备维修保障方法，其特征在于，所述择熔融沉积...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁烽杨，刘钊，陈本军，程跃兵，刘功龙，高子龙，
申请(专利权)人：上海机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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