作为非物质文化遗产重要组成部分的民族工艺品,其外形往往都是由自由曲面构成的,因为其外形复杂,仿制比较困难。特别是历史保存下来的工艺品、具有历史价值的“古董”、民族工艺品等,只能放在博物馆里观赏,不能发挥其市场价值。随着工业技术的进步和发展,逆向工程和数控加工的相关理论和技术也有了很长远的发展,研究逆向工程和数控加工的新理论、新技术,将这些理论、技术与民族工艺品数字化保护与开发相结合,是解决民族工艺品数字化保护和开发的有效技术路线。通过三维扫描、逆向建模获取工艺品的CAD模型,再对该模型二次设计,最后加工制造出产品,这样可以满足不同人群的需求,具有一定的市场潜力。将本文研究的方法和技术应用于旅游工艺品的设计制造,能有效的缩短旅游产品的设计制造周期,快速响应市场需求,给企业带来效率。本文研究了三维实体模型点云获取、点云处理的原理和技术,并以一个“燕子鱼”陶瓷模型为例,分析了自由曲面模型点云数据获取的方法。研究了逆向工程曲线曲面建模的理论,深入研究了NURBS曲线曲面拟合点云的理论,在Geomagic 10Studio中以“燕子鱼”点云数据为例,讲述了NURBS曲线曲面逆向建模的关键技术。在深入研究逆向工程的基础上,提出了逆向工程建模精度的评价方法和基于逆向工程的曲面制造误差检测方法。自由曲面通常采用五轴联动的数控机床来加工,由于比三轴加工增加了两个联动的旋转轴,其运动复杂。研究和分析五轴联动数控机床的类型和运动关系,有助于更好的了解数控机床的加工过程和编写高效率高精度的数控程序,因此本文深入分析了五轴数控机床的类型及其运动关系。本文研究了铣刀的类型和选择依据,深入分析了等残留高度刀轨规划法的残留高度和刀轨行距的关系,为曲面加工行距的选择、粗糙度的估算提供了理论依据。最后以二次设计的“燕子鱼”模型为例,基于CAM软件“UG NX8.0”和机床仿真软件“Vericut”,编写了“燕子鱼”模型的五轴数控加工的代码并对该代码进行了数控机床加工仿真,验证了代码的正确性,并对代码进行了优化。综上所述,对于曲面产品,特别是民族工艺品,利用逆向工程技术、五轴数控加工技术、机床虚拟加工技术,能快速获取其CAD模型、二次设计开发并制造出新产品,是非物质文化遗产保护的有效方法,是新产品开发的有效途径。