CATIA是CAD/CAE/CAM一體化軟件，廣泛應用于航空航天、汽車制造、造船、機械制造、電子電器和消費品行業，它的集成解決方案覆蓋所有的產品設計與制造領域。CATIA在造型風格、車身及引擎設計等方面具有獨特的長處，為各種車輛的設計和制造提供了端對端的解決方案。

　　CATIA擁有強大的曲面設計模塊，如：

　　(1)創成式造型(Generic Shape Design，GSD)：有完整的曲線操作工具和基礎的曲面構造工具，除可以完成曲線操作以外，還可以完成拉伸、旋轉、掃描、邊界填補、橋接、修補碎片、拼接、凸點、裁剪、光順、投影和高級投影以及倒角等功能，連續性達到G2。

　　(2)自由風格造型(Free Style Surface，FSS)：除包括GSD中的所有功能以外，還可完成如曲面控制點、自由約束邊界和去除參數等功能，達到汽車A面標準的曲面橋接、倒角和光順。

　　(3)數字曲面編輯器(Digitized Shape Editor，DSE)：可根據輸入的點云數據進行采樣、編輯和裁剪，達到接近產品外形、生成高質量的mesh小三角片體的要求。

　　(4)快速曲面重構(Quick Surface Reconstruction)：根據輸入的點云數據或小三角片體，提供各種方式生成曲線，供曲面造型使用。

　　以上這些模塊都包括在Shape design & Styling模塊中。下面就以汽車后保險杠為例，具體應用CATIA軟件完成從點云數據到后保險杠CAD造型的過程。

　　一、點云濾除

　　在逆向工程中，點云數據數量非常龐大，數據之間沒有顯式的幾何拓撲關系，且含有大量無用數據，需進行處理以減少點的數量外，也可以使用刪除和濾除的方法去除的多余噪點。后保險杠的點云處理中，豎向的點云由于很不規范，方向變化較大，所以采用手工取點的方式處理，水平的點云則運用了自動濾除的方式。點云處理后的結果如圖1所示。

　　二、創建曲線網格

　　根據先生成折線，再生成曲線的原則創建曲線，并藉此建立曲線網格。首先劃分出后保險杠的邊界曲線，如圖2所示。

　　對于經緯線方向的內部曲線，采用自動生成的方法，均勻劃分出各條曲線。這樣，通過邊界曲線和經緯線，就構成了完整的曲線網格，如圖3所示。

　　三、曲面擬合

　　根據以上操作獲得的曲線網格，用“曲面擬合”命令重建曲面。在建立擬合曲面的過程中，對于邊角和曲率變化大的地方，適當采用了如放樣、掃掠和橋接曲面等方法來實現曲面的重建。

　　四、曲面對稱

　　點云數據是后保險杠的一部分，要得到完整的曲面圖，還要利用后保險杠的對稱性質，將已經得到的曲面進行對稱處理。在點云數據的橫向右側邊界處選定中間對稱面，如圖4所示。對稱面要嚴格保證和點云數據及形成的網格曲面右邊界保持垂直，否則在對稱連接處將出現錯誤的折線。

　　以此對稱面為準進行對稱處理，得到完整的保險杠曲面，如圖5所示。

　　五、曲面完成

　　各部分點云分別處理后，整體拼合修飾得到圖6所示的最后CAD模型。模型經過工藝修改，利用CATIA自帶的編程模塊生成走刀加工NC代碼文件以后，就可以進行下游的零件加工程序了。

　　六、結束語

　　目前，基于原型或實物的逆向工程，特別是對于沒有原始幾何信息的零件，因其快捷的開發方式，已經成為完成零件精確幾何造型的重要手段。應用CATIA軟件提供的逆向工程設計功能，可以大大提高零件的設計和生產效率，降低制造成本。