計算機輔助技術和手段用於產品設計,不但拓寬了計算機應用領域,同時也對傳統的設計觀念和方法產生了很大衝擊。具體體現在產品設計上可以概括為幾個方面。
2.1 設計表現展示向“無紙筆化”轉變
計算機輔助產品設計,不需要各種各樣的尺、規、筆、紙等傳統工具,電腦的操作平台提供了用之不盡的空間,表現的實施過程就是滑鼠的點擊與鍵盤的操作,複製、修改等從前繁雜的工作瞬間即可完成,而且乾淨、簡單、高效。數字化儀與手寫板的出現和普及,更使得設計在創意草圖階段也可以脫離紙筆手繪的傳統模式,
從而形成徹底的“無紙筆化”設計。
2.2 設計方案交流方便快捷
網路的發展拉近了人與人的距離,在計算機網路中,設計者與委託方之間,可以更加方便地交流設計觀點,而且可以在任何地方在第一時間與對方交流。另外,可以通過網上的資源共享,進行分工合作。
2.3 整體設計程序更具靈活性和高效性
在計算機上,產品的創意方案可以通過快速的三維建模、渲染,實現立體設計,並且在形體感覺、形態調整、色彩、肌理等方面進行隨時的改變調整,傳統的效果圖失去了原有的地位。設計中,大量的時間、精力可用在分析、評價、調整上,使傳統的設計程序在側重點上有了變化。同時,計算機的內容都是數字化的,文件複製沒有任何損失,這樣對同一設計,其他人也可共享,設計任務也可分階段、分人、分地點完成,大大提高了工作效率。
2.4 產品開發周期縮短、設計成果更為真實可靠
工作效率的提高使產品開發周期明顯縮短,計算機輔助製造使樣機的製作周期也大大縮短。計算機輔助設計的結果具有真實的立體效果和質量感,尤其是數字技術的迅速發展,使虛擬現實成為可能,計算機虛擬現實技術能使靜止的設計結果成為虛擬的真實世界,人置身於真實的產品模擬使用環境中,以檢驗產品的各方面性能。
計算機輔助產品設計中,產品的生產工藝過程也可以通過計算機模擬出來,由此可以極大地增強生產計劃的科學性和可靠性,並能及時發現和糾正設計階段不易察覺的錯誤。
2.5 設計模擬和設計檢驗
利用CAD系統的三維圖形功能,設計師可在計算機屏幕上模擬出所設計產品的外形狀態,在設計之初就對產品進行優化這樣就不但可使產品具有優越的品質、最低的消耗和最漂亮的外觀,而且在新產品試投產前,就可以對其製造過程中的結構、加工、裝配、裝飾和動態特徵做到恰如其分的分析和檢驗,從而提高了產品設計的一次成性。
2.6 設計與製造的緊密結合
CAD的設計數據既可用於設計模擬CAE(計算機輔助工程),也可以通過數據傳輸系統與數控加工設備聯結,將設計數據直接用於產品零配件的加工,即CAM.計算機輔助設計CAD的引入可自動完成從設計到加工程序的轉換。 中國數控之家
3、運用CAD技術進行產品設計
3.1 Pro/E參數化設計在工程中的應用
參數化設計(Parametric)(也叫尺寸驅動Dimension-Driven)是CAD技術在實際應用中提出的課題,它不僅可使CAD系統具有互動式繪圖功能,還具有自動繪圖的功能。目前它是CAD技術應用領域內的一個重要的、且待進一步研究的課題。利用參數化設計手段開發的專用產品設計系統,可使設計人員從大量繁重而瑣碎的繪圖工作中解脫出來,可以大大提高設計速度,並減少信息的存儲量。參數化設計的關鍵是幾何約束關係的提取和表達、約束求解以及參數化幾何模型的構造。1988年,美國參數技術公司(ParametricTechnologyCorporation,PTC)首先推出參數化設計
CAD系統Pro/Engineer(簡稱Pro/E),充分體現出其在許多通用件、零部件設計上存在的簡便易行的優勢。它的主要特點就是:基於特徵、全尺寸約束、全數據相關、尺寸驅動設計修改。
Pro/E通過一種獨特的、參數化的以及面向零件的3D實體製作技術,徹底改變了傳統的設計理念,為工程師們提供了一條革命性的途徑。完成了由二維到三維的轉換,真正實現了CAD/CAM系統。儘管Pro/E在通用件、零部件設計上存在很大的優勢,但是要想直接在Pro/E中完成曲面繁多的產品造型是非常困難的
