ch03产品造型计算机辅助

《ch03产品造型计算机辅助》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ch03产品造型计算机辅助（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 第 3 章 产品造型计算机辅助 概念设计及发展 教学提示：在产品设计的计算机辅助阶段，应正确认识计算机软件的设计位置和作用， 时刻以规范的产品设计流程为指导，注意在其中将设计中的调查分析、草图设计以及初步 的效果表现与计算机辅助作用相结合，充分发挥计算机对于产品概念设计的辅助作用。 教学要求：要求学生了解产品设计流程、前期创意设计和运用计算机进行二维效果图 设计的表现；重点把握设计流程的关键点，以及计算机辅助概念设计的基本方法。 3.1 产品设计流程 随着生产力的不断发展，产品的门类越来越多，虽然产品五花八门，但产品设计的基 本程序是一致的，针对现代设计而言，产品设计的全流程过程中都离不开计

2、算机的参与， 对于计算机辅助工业设计，重点在设计模型的形成和设计工程分析方面。 具体的产品设计流程如下。 1. 提出问题设计课题 设计课题的提出，可以是客户委托，也可以是设计者自己提出的设计课题。开始一项 设计任务时，可以是开发型的全新设计，也可以是现有产品的改良设计。但是无论是哪种 任务，设计者都要做创新设计。创新是设计的根本。当接受一项设计任务的时候，设计者 除了要了解设计内容，还应透彻地明白设计的目标。 通常业主对要设计的产品都有一定的思考，会提出自己的要求，这些要求有的是合理 的，有的是不合理的，因此，设计人员应和业主进行深入的沟通，明白业主的要求，合理 的接受，不合理的应指出。这样在

3、项目确定后，双方对自己应承担的责任和义务都有明确 的认识，便于设计任务的展开。 项目确定后，应根据业主的时间要求，合理的制定一张工作进度表(见表 3-1)。一方面 便于设计师有条不紊地完成设计工作，另一方面也让业主清楚地知道设计的进程。 表 3-1 设计工作进程表 X 产品方案设计时间计划表 年 月 内容时间 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 市场调研 调研报告 设计研讨会 第 3 章 产品造型计算机辅助概念设计及发展 27 27 (续) X 产品方案设计时间计

4、划表 年 月 设计构思 构思分析会 设计展开 效果图绘制 方案研讨会 设计深入 模型图纸 模型制作 方案预审 设计制图 设计报告 方案送审 2. 资料调查与信息收集 设计者着手设计之初，要进行充分的市场调查和二手信息资料的收集。任何一种产品的设计都会涉及到消费者的需求与审美差异、社会的经济与文化背景、材料与技术的更新等一系列的问题。因此，进行大量的市场调查和信息收集是十分重要的。 信息资料收集需要一定的原则，包括目的性、完整性、准确性、适时性、计划性和条理性。按照这些原则收集的信息资料才能给设计者提供一份真实可靠的设计清单。 3. 资料分析 对收集到的各方面的资料和信息进行归类、整理、分析。通

5、过制成 Excel、CSV 调查数据，也可以根据客户要求定制数据格式，使用国际专业的 SAS、SPSS 软件进行专业的数据分析。由此得到对产品的功能、性能、材料的供应、技术和工艺条件、成本、价格、适应人群、消费者审美差异、市场状况等的正确评估和判断。找到这些判断的联系与区别，提出针对性的建议，会对设计起到指导性作用。 4. 制定产品计划 根据对资料的分析，提出建设性的意见，制定针对性的产品计划。工业设计是一门边缘性的交叉学科，是一项系统工程。除了进行产品设计之外，还应对产品的制造进行安排，并且对产品的包装、运输、销售、广告及售后服务等进行规划。 设计程序决定了计划的安排。因为设计面对的文化、科

6、技和经济背景是千变万化的，所以在设计过程中，产品计划不可能是一成不变的，它随着这些因素的变化而变化。但是对设计的一般程序和方法的掌握和运用，可以对制定不同的产品计划起到引导性的关键作用。 产品造型计算机辅助设计 28 28 5. 认识问题确定设计方向 作为工业设计对象的工业产品，它的构成不是由某个单一因素决定的，而是由多层次、多方位、错综复杂的因素构成的。设计的方向可以从不同的方面进行考虑，例如，设计的总体外观要用什么形式达到某种效果，设计要改变人的某种生活方式，对产品的色彩、材质、工艺、装饰等进行新的设计，对产品的设计更加的人性化等。设计的方向一旦确定，设计的目的和主题就会清晰可见，此时的设

7、计者就需要充分利用各种设计手段，来满足设计的目的。 6. 分析问题绘制草图方案并进行初步评估筛选 设计草图是设计者将自己的想法由抽象的概念变为具体的图形的一个重要的创造过程。它是设计者进行思考、推敲和理解的过程，是展开设计的有效手段。一般采用设计速写、结构素描、概略模型和必要的文字说明等形式，所有的这些形式都是为了满足设计者思考、理解和推敲的过程。设计师的创意灵感常常稍纵即逝，所以设计人员必须具备快速和准确的速写能力。一个优秀的设计师必须具备很强的设计表达能力，借此与其他的设计师和客户进行沟通。 草图方案设计到一定程度后，必须对所有的设计想法进行评估筛选。初步的评估和筛选是设计成败的关键性一步

8、。对方案的筛选最好进行多方面的意见征集，可以采用多种方式，例如可以集中讨论，也可以分专业座谈，或者个人之间进行沟通，必要时可以采取无记名投票方式，初步筛选出比较好的方案。 7. 草模制作和进行设计分析 草模是三维过程展开、决定设计、研究评价及确定结果的有效设计手段。草模可以用纸板、三夹板制成平面模型，也可以用油泥、石膏、泡沫塑料、质地较松易加工的木材制成半立体或全立体模型。 模型是设计对象的形象化表现，起着设计者与第三者沟通的作用。无论是手绘还是计算机辅助绘制效果图，都是用二维来表现三维，因此不能给人以真实的触感，不能反映产品的真实面貌。由于从平面到立体之间，人们的错觉会造成平面图形与立体实物

9、之间的差异，这就需要通过草模来真实地表达设计意图。草模一般用于构思方案的初期阶段，进行推敲产品的体量感、形态关系、人机关系、比例尺度及结构工艺。通过这些推敲和分析，使产品的外观形式达到设计的目的和技术工艺的要求。 8. 计算机辅助三维建模和结构尺寸的确定 从认识问题开始，设想阶段、资料阶段、分析阶段、设计阶段都可以用 CAD，而设计和生产阶段采用 CAM。目前 CAD 应用的领域十分广阔，从家电、汽车、医疗、电子到航天无所不在，用于 CAD 和三维设计的软件也多种多样，如 3ds max、AutoCAD、UG、Pro/EGINEER、Rhino、CATIA、SolidWorks、Alias、M

10、aya 等。这些软件有的偏向结构尺寸，有的偏向渲染，有的偏向动画制作，不同的软件之间的结合使用，将大大提高设计的速度和表现效果。 通过计算机辅助三维建模，可以使设计变更与修改速度加快，设计的展示更加容易。第 3 章 产品造型计算机辅助概念设计及发展 29 29 同时还可以帮助设计者推敲产品的结构尺寸，并进行最终尺寸的确定。 9. 解决问题最终效果图和结构详图 通过对草模的分析，设计者选出最终方案，并用正式的设计效果图予以表达，目的是直观地表现设计的效果。效果图被称为设计师的语言，能真实、形象的表现产品。效果图的表现分为手绘和计算机辅助设计三维效果图。 结构详图是对效果图和结构尺寸进一步推敲的结

11、果，结合结构工程师绘制的详细结构工程图，在产品的生产过程中有很大作用。 10. 精致模型和逆向工程 根据效果图和结构详图真实表达产品外观效果的模型称为精致模型，又称样机。精致模型(样机)的制作在形态上要求真实地反映产品本身，因此产品各部分的细节也要求表现得十分充分，这样便于设计者能更好地推敲和修改产品的细节。在产品设计的开发中，必须进行精致模型的制作，用于分析产品的使用功能、内部结构、成型材料、加工工艺等，然后严密检验生产技术和结构上的问题。 逆向工程是指运用逆向工程软件和仪器，将经过反复修正后的模型转化为三维数据，在计算机上得出电子模型、然后在 CAD 系统中加以整合、修改、再由 CAD 系

12、统转化为CAM 系统进行产品制造或者模具加工。 随着科学技术的进步和消费水平的不断提高，许多行业开始纷纷采用逆向工程软件进行产品设计。以 Microsoft 公司生产的鼠标器为例，就其功能而言，只需要有 3 个按键就可以满足使用需要，但是，怎样才能让鼠标器的手感最好，而且经过长时间使用也不易产生疲劳感却是生产厂商需要认真考虑的问题。因此 Microsoft 公司首先根据人体工程学制作了几个模型并交给使用者评估，然后根据评估意见对模型直接进行修改，直至修改到大家都满意为止，最后再将模型数据利用逆向工程软件 Imagewart 生成 CAD 数据。当产品推向市场后，由于外观新颖、曲线流畅，再加上手

13、感也很好，符合人体工程学原理，因而迅速获得用户的广泛认可，产品的市场占有率大幅度上升。 常用的逆向工程软件有以下 4 种。 Imageware 由美国 EDS 公司出品，是最著名的逆向工程软件，正被广泛应用于汽车、航空、航天、消费家电、模具、计算机零部件等设计与制造领域。以前该软件主要被应用于航空航天和汽车工业，因为这两个领域对空气动力学性能要求很高，在产品开发的开始阶段就要认真考虑空气动力性。 CopyCAD 是由英国 DELCAM 公司出品的功能强大的逆向工程系统软件，它允许从已存在的零件或实体模型中产生三维 CAD 模型。该软件能为来自数字化数据的 CAD 曲面的产生提供复杂的工具。Co

14、pyCAD 能够接受来自坐标测量机床的数据，同时跟踪机床和激光扫描器。 Geomagic Studio 是由美国 Raindrop 公司出品的逆向工程和三维检测软件，可轻易地从扫描所得的点云数据创建出完美的多边形模型和网格，并可自动转换为 NURBS 曲面。产品造型计算机辅助设计 30 30 该软件是除了 Imageware 以外应用最为广泛的逆向工程软件。 RapidForm 是韩国 INUS 公司出品的全球四大逆向工程软件之一， RapidForm 提供了新一代运算模式，可实时将点云数据运算出无接缝的多边形曲面，使它成为三维图标后处理最佳化的接口。RapidForm 也将使工作效率提升，使

15、三维扫描设备的运用范围扩大，改善扫描品质。 11. 撰写设计报告及展板设计 设计报告是对设计过程的系统总结，它包括设计目的、资料信息收集与分析、设计的综合评价等。设计报告是以文字、分析、图表、草图、效果图等形式组成的设计过程的综合性报告，也是对设计工作的一个总结，同时对未来的设计也具有一定的参考价值。设计报告的设计需要完整、具体、精炼，并且重点要突出。另外，作为一个设计者，还应当对设计报告进行专门的排版设计。 设计者通过展板设计，将设计的方方面面展示给委托客户或第三者。为了使其他人在短时间内了解并认可该设计，需要提供简洁的设计说明、设计依据、分析结果、解决方案、效果图、产品销售市场等相关信息。展板的版面设计概括表达设计者的设计思想，也是设计者自身审美情趣的体现。 12. 产品试制和鉴定 进行产品试制的目的是了解产品是否能够满足消费者的需求，是否满足最初的设计目的。试制出的产品样机不仅要进行技术性能质量鉴定，同时也要进行质量评价。对不足之处，设计人员要对产品的图纸进一步修改，然后才能投入批量生产。 13. 批量生产 通过产品试制后的修