随着社会发展,新产品、新技术层出不穷,以三维扫描技术和3D打印技术为代表,不断影响着传统工业的发展。本文将三维扫描技术和3D打印技术应用于转向节的设计、试制和生产各阶段,不仅可以直接优化扫描获得的转向节模型,还可以将优化后的转向节模型通过3D打印机直接打印出转向节样件,缩短转向节样件的开发周期,降低转向节样件的开发成本。用3D打印技术打印的样件代替传统木模用于转向节砂型制作可提高转向节的铸造精度,减少后期加工,节约材料和人力成本。通过分析扫描获得的转向节铸件三维模型与原始三维模型之间的误差,可合理修改转向节的设计尺寸,为机加保留合适尺寸。同时,将3D打印技术与转向节蜡膜、金属型腔及模具结合用于转向节的量产过程,也可节约时间和成本。首先,介绍双目摄像机扫描仪的三维重建原理。从摄像机的成像模型入手,介绍了透视投影模型、线性成像模型、摄像机标定、双目立体视觉模型,并对参数优化、畸变模型矫正、摄像机间关系矩阵求法和图像匹配等问题进行简单介绍。其次,介绍转向节的三维重建及误差分析。通过试验分析光栅颜色及视角大小对转向节扫描成型质量的影响。优化三维扫描仪机械结构,设计光栅发射器和摄像机投射十字中心线的对准装置及云台,确保扫描仪在使用过程中的稳定性及操作方便性。在此基础上扫描转向节,获得转向节三维模型,并分析扫描过程和数据处理过程中产生的误差。再次,介绍转向节快速原型件的打印及误差分析。对3D打印技术及其在转向节研发、制造中的应用进行介绍。考虑到不同打印温度下打印的转向节光敏树脂快速原型件差别很大,通过试验探索打印温度对原型件力学性能和表面质量的影响,并设计了3D打印温度控制系统。打印转向节快速原型件,用于优化分析和转向节砂型铸造。利用扫描仪扫描转向节快速原型件,分析扫描误差,检测原型件精度。最后,介绍转向节的砂型铸造及铸件尺寸、质量检测。用转向节快速原型件代替传统木模制作转向节砂型并铸造转向节。分析转向节铸造过程中可能影响铸件精度的因素,并检测转向节铸件的尺寸误差。分析铸件常见的表面缺陷,并检测转向节铸件的缺陷,测量转向节铸件的粗糙度。