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4 产品的模型制作。
在计算机技术用于工业设计之前,大多数产品的外观设计采用油泥、粘土、泡塑等材料来制作模型。而现代工业设计中,手工模型仍占有非常重要的地位,因为它是设计师进行创作最直接、最自然的方式,有了模型样机以后,以前是通过人工测绘来完成工程设计,常常因为各种误差,使其最终产品与模型不一致,现在可以采用逆向工程(RE)技术来完成。所谓逆向工程是指从实物样品获取CAD模型进而开发出同类先进产品的技术。其工作原理如图1所示。

图1 RE工作原理图
在实际应用中,往往使用三坐标测量仪或三维激光扫描仪,将样品或模型的三维数据测量并输入到计算机中,然后用专门的软件进行修补及光顺等处理,得到一个准确的三维表面模型后,直接转到下游CAD/CAM模块中完成工程设计和模具设计,这种工作方式保证了模型和产品的一致性,并能提高工作效率。
现代制造技术的发展也为设计师提供了更多选择,如采用数控加工(CNC)技术和快速成形(RP)技术来制作模型。目前的三维造型软件如Pro/E和UG也都包含了数控加工模块。而快速成形技术是根据计算机上构成的三维CAD模型数据对其进行分层切片,即利用快速分层软件将CAD模型转化为快速原形制造系统接受的层片模型,得到各层截面轮廓,按照这些轮廓分层堆迭,构造成实体样件。根据工作方式及使用材料不同,分为树脂固化(SEA)、线切割(LOM)、粉末烧结(SLS)及喷热熔材料(FDM)等快速成形系统。近来又出现了多种工艺的快速成形系统,如热熔挤压制造加分层实体制造快速成形系统。
采用RP技术能制作出与最终零件一模一样的样品,使设计者、制造者、销售部门都能受益,因不但能验证产品外观造型,而且可试装到样机上检验其结构设计及人机工程特性,并即早向市场推广。采用RP技术工作原理如图2所示。

图2 RP工作原理图
三 工业设计中新技术应用的发展趋势
从目前工业设计发展的角度来看,随着计算机网络及CAD、人工智能、虚拟现实等技术的发展,使得设计者对设计过程将会有更深的认识,设计手段将更加完善,以产品设计为核心的现代工业设计,也将随着整个人类科技进步而发展,其发展方向应与产品设计和制造技术的整体发展趋势保持一致。
当前,工业设计中最热门的研究领域当属计算机辅助工业设计(CAID),而人在该领域中对关键技术如现代设计方法及创新设计技术、设计过程中的智能技术、并行协同设计及人机交互技术等方面的研究及应用的实现,将有利于人们对整个工业设计中产品设计与开发的重新认识,对设计思维和设计理念的正确表达也将达到新的境界,人机交互方式更加自然,创新设计手段更加先进有效。随着新技术的不断进步,产品设计模式在信息化基础上也将朝着数字化、集成化、网络化、智能化方向发展,而计算机辅助下的现代工业设计将进入一个新的境界。
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