张曙教授：解密快速设计与制造

《智造网》：您认为，要实现快速产品设计和开发的目标，需要解决哪些关键技术？

张曙：主要是两个方面：(1) 在CAD环境中快速而方便地进行物体的扫描。快速扫描是将物体快速准确构建一个三维实体模型的基础。

(2) 扫描获得的数据能够快速建模和制作原型。在扫描完成以后，如何快速地将海量扫描点构成的点云并直接转换为三维实体模型，并能方便地在CAD软件中进行进一步的修改和编辑。然后，再进行格式转换，直到快速制造原型零件或最终可用的零件。

《智造网》：在快速逆向工程方面，有哪些工具值得选择？

张曙：美国SolidWorks公司在CAD新版软件中增加了将激光扫描数据直接转换成三维实体模型的模块，即ScanTo3D。并与NextEngine、Roland等桌面激光扫描仪生产商合作，将扫描装置与CAD软件的无缝集成。借助ScanTo3D系统，设计师按下一个键就可将物体通过扫描构建其可编辑的三维实体模型，大大地提高了设计效率。

在桌面扫描系统方面，日本Roland公司推出的LPX系列桌面三维激光扫描仪，只需点击鼠标即可进行三维实体的扫描。该系列的激光扫描仪不仅进行数据采集，生成点云，还能自动生成表面光滑的CAD模型，以及孔、平面、边缘等特征的拟合。

美国Zcorporation公司近年推出ZScanner系列三维激光扫描设备，将扫描数据采集与CAD和快速成形技术加以集成，构成快速产品设计的全面解决方案。ZScanner系列是手持式自定位三维激光扫描仪，能够接近原本进入非常受限的位置执行扫描操作，应用领域广泛。

《智造网》：在快速设计、快速制造方面，您认为未来还将出现哪些趋势？

张曙：快速产品设计和开发是企业的核心竞争力之一。若干年前，逆向工程似乎高不可攀；今天，集成化的RE-CAD-RP桌面系统已经进入办公室，手持式扫描仪日益普及。在许多情况下，物体的内部形状和尺寸对产品的性能至关重要，而普通激光扫描只能够采集物体的表面数据，为此就需要采用计算机断层扫描技术——工业CT。在未来，工业CT也将进入人们的视野。现在的问题是需要改变管理层的观念，提高设计人员的对新事物的敏感性，发挥他们的潜力和创造性，积极面对新的事物。