3D打印手板模型的優(yōu)勢(shì)
研究表明，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本80%是在設(shè)計(jì)階段決定的，設(shè)計(jì)階段是控制產(chǎn)品成本的重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展離不開現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)手段的不斷進(jìn)步，工業(yè)設(shè)計(jì)是企業(yè)提高競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段，在企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)流程中，工業(yè)設(shè)計(jì)始終起著總攬全局的重要作用。
工業(yè)設(shè)計(jì)之初的決策是對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)定位、成本控制、生產(chǎn)制造、質(zhì)量檢測(cè)、宣傳展示、市場(chǎng)營銷以及回收處理等整個(gè)生命周期作的全盤考慮，影響深遠(yuǎn)。在工業(yè)設(shè)計(jì)流程中，模型制作是重要的環(huán)節(jié)，從純手工模型制作到半機(jī)械化模型制作到現(xiàn)代3D打印手板模型制作的進(jìn)步是現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)縮影，其中手板模型制作雖然是先進(jìn)的輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，但受到的重視還不夠。
實(shí)踐證明，手板模型的制作不僅對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)決策起著十分重要的作用，更是產(chǎn)品信息保密及市場(chǎng)推廣的利器，不可小覷。
1 設(shè)計(jì)優(yōu)化
現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)涵蓋的內(nèi)容十分廣泛，小到回形針、圓珠筆，大到飛機(jī)，輪船，無不包含著現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的影子，但是如此眾多的產(chǎn)品，其設(shè)計(jì)方法并不相同。偏重于幾何圖形的機(jī)械零部件可以很好地通過計(jì)算機(jī)制圖直接設(shè)計(jì)，還可以通過計(jì)算機(jī)三維軟件的動(dòng)力學(xué)法則進(jìn)行一定程度的運(yùn)動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)。對(duì)帶有曲面的一些產(chǎn)品，比如日用小家電產(chǎn)品，一方面可以通過計(jì)算機(jī)直接進(jìn)行設(shè)計(jì)，另一方面也可以通過逆向工程技術(shù)進(jìn)行三維測(cè)繪獲得三維造型數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)的差值算法進(jìn)行平滑修正，修正后形成的三維模型數(shù)據(jù)就可以直接通過計(jì)算機(jī)快速模型技術(shù)直接復(fù)制。對(duì)偏重于曲面造型變化的藝術(shù)品設(shè)計(jì)時(shí)，這一方法優(yōu)勢(shì)更為明顯，因?yàn)樗囆g(shù)品的外觀造型側(cè)重人的直接美學(xué)感受，往往無規(guī)律可循，很難在其中找到規(guī)則的幾何元素，如果直接進(jìn)行電腦三維繪圖，反而是事倍功半，即使建立起了模型，其后續(xù)修改性也很差，如果反其道而行之，首先由造型設(shè)計(jì)人員直接用油泥等材料塑造形體，然后通過三維掃描設(shè)備將模型參數(shù)化，得到原始模型的電腦數(shù)據(jù)后再進(jìn)一步通過快速模型設(shè)備加以復(fù)制，就可極大地提高設(shè)計(jì)效率。
2 設(shè)計(jì)討論
在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中，討論十分重要，可視化是產(chǎn)品設(shè)計(jì)表達(dá)的重要環(huán)節(jié)，是設(shè)計(jì)討論的基石。快速有效地建立產(chǎn)品的模型，可以在相同的時(shí)間獲得更高的設(shè)計(jì)效率。在設(shè)計(jì)創(chuàng)意階段，使用最多的往往是基于圖紙的2D表現(xiàn)，然而到了中后期，設(shè)計(jì)的表現(xiàn)將更加具體，應(yīng)該采用更為具體直觀的手板模型作為討論的對(duì)象。與平面的2D表現(xiàn)相比，手板模型有著無法替代的優(yōu)勢(shì)。手板模型可以使產(chǎn)品的細(xì)節(jié)更加明確，產(chǎn)品的視覺感受更加直觀，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中每個(gè)人都能夠察看這些設(shè)計(jì)，在協(xié)調(diào)整個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作方面優(yōu)勢(shì)明顯。圖1為設(shè)計(jì)鼠標(biāo)造型時(shí)，對(duì)多種造型方案均做出模型用于設(shè)計(jì)討論，相比較于2維平面圖，1:1制作的手板模型更為直觀，設(shè)計(jì)人員可以通過直接的握持感受鼠標(biāo)的使用效果，使鼠標(biāo)造型的討論建立在更加真實(shí)的基礎(chǔ)上，這是平面圖紙所無法替代的。
3 功能測(cè)試
手板模型的制作可以做一定的功能測(cè)試，可以模擬產(chǎn)品最終的形態(tài)，包括功能形態(tài)，曲面形態(tài)等，模型制作可以允許設(shè)計(jì)者在模型動(dòng)態(tài)模擬，內(nèi)部結(jié)構(gòu)上獲得最為直觀的了解。如使用具有一定強(qiáng)度的材料，就可以制造出包含有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的功能型手板模型，以檢驗(yàn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是否合理，壁厚是否符合要求，運(yùn)動(dòng)部件是否順暢等。也可以用手板模型作空氣動(dòng)力學(xué)檢驗(yàn)。如在汽車、高速列車或航天器等需要高速運(yùn)動(dòng)物體的設(shè)計(jì)方面，可以制作1:1的模型，將其放進(jìn)風(fēng)洞中，進(jìn)行直觀的空氣動(dòng)力學(xué)研究。
4 降低成本
一個(gè)花費(fèi)1000元模型制作檢驗(yàn)出來的設(shè)計(jì)缺陷，如果投入生產(chǎn)，投入市場(chǎng)，可能造成1000萬元的巨額損失，在很多時(shí)候，這一問題往往是致命的。設(shè)計(jì)過程的穩(wěn)步推進(jìn)十分必要，所以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)早期及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的缺陷，及時(shí)修正，從而避免后續(xù)生產(chǎn)的問題十分重要，其中模型制作是我們可以利用的重要環(huán)節(jié)()通過手板模型的制作，能夠通過較小的成本獲得產(chǎn)品最終的形態(tài)、大小、結(jié)構(gòu)、色彩或進(jìn)行人機(jī)工程學(xué)測(cè)試，也能夠預(yù)知產(chǎn)品體積、質(zhì)量等重要信息，這對(duì)產(chǎn)品的包裝成本、運(yùn)輸成本以及生產(chǎn)制造消耗的原料成本都能有效控制。并由此估算出產(chǎn)品的銷售價(jià)格和銷售利潤。如果成本超出設(shè)計(jì)之初的設(shè)想，可以及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到成本既定的目標(biāo)范圍。手板模型的制作是企業(yè)成本控制的有效手段。
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