PDD公司對(duì)SensAble FreeForm系統(tǒng)稱贊有加
當(dāng)CAD繼續(xù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域中扮演重要角色時(shí)，PDD公司已在SensAble FreeForm 觸覺(jué)虛擬建模系統(tǒng)的幫助下進(jìn)行三維設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā),。
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今天產(chǎn)品設(shè)計(jì)界所公認(rèn)的是,，每一個(gè)設(shè)計(jì)到制造過(guò)程的核心為CAD模型指印下的完全定義的數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。最初的概念 – 即便是信封背面繪制的草圖 – 也在早期服從于CAD制圖,，并從那時(shí)起,，從快速原型到最終產(chǎn)品制造的每一件事情都以中心CAD模型為參考點(diǎn)。但是,，如果你所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品并不能必然生成快速定義的CAD模型呢,？毫無(wú)疑問(wèn)必須能夠使用傳統(tǒng)的,、CAD世界外部的概念建模技術(shù)，那么現(xiàn)代化技術(shù)還有用嗎,？PDD當(dāng)然會(huì)認(rèn)為是,，而一些設(shè)計(jì)項(xiàng)目的特征甚至已開(kāi)始偏離傳統(tǒng)的CAD技術(shù)。?
如果多數(shù)設(shè)計(jì)顧問(wèn)一樣,，過(guò)去十年來(lái)PDD公司在設(shè)計(jì)和工程技術(shù)中做出大量革新,。作為3D設(shè)計(jì)軟件的一名早期應(yīng)用者，PDD目前采用實(shí)體建模進(jìn)行設(shè)計(jì)項(xiàng)目,。事實(shí)上,，任何設(shè)計(jì)項(xiàng)目的第一步是將概念轉(zhuǎn)入CAD中。設(shè)計(jì)師然后可使用幾何建模工具在虛擬領(lǐng)域中進(jìn)一步改善,、完善設(shè)計(jì),，再使用相同的幾何工具生成概念印證的一個(gè)物理模型。物理模型一旦完成,，即可 添加或去除材料,，改進(jìn)設(shè)計(jì) – 至少是在理論上 – 得到的模型可在CAD環(huán)境中再現(xiàn)，用于將來(lái)的改善和最終生產(chǎn),。
最薄弱的環(huán)節(jié)
PDD開(kāi)發(fā)中心主管Ben May卻解釋說(shuō),，存在一個(gè)根本性的難題，迭代設(shè)計(jì)會(huì)引起固有的效率低下,，“該薄弱環(huán)節(jié)出現(xiàn)在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)從修改的模型返回CAD系統(tǒng)時(shí),。不幸的是，這是根本性的：如果數(shù)據(jù)不能真實(shí)反映已通過(guò)物理建模和測(cè)試仔細(xì)推敲過(guò)的幾何學(xué),，將不能使用CAD數(shù)據(jù)作為模型制造基礎(chǔ),。”
直到最近,，PDD采用主動(dòng)調(diào)節(jié)或度量衡學(xué)對(duì)CAD模型進(jìn)行直接修改使該問(wèn)題解決,，使用一個(gè)CMM探針精確捕捉模型上的單獨(dú)點(diǎn)。對(duì)于基于相對(duì)簡(jiǎn)單的幾何形狀進(jìn)行的設(shè)計(jì),，這些方法足夠使用,，但對(duì)于PDD 通常進(jìn)行的FreeForm有機(jī)設(shè)計(jì)則不那么有效。CAD直接修改只能形成原型的近似改變,，而CMM度量只會(huì)添加低分辨率的點(diǎn)云數(shù)據(jù),，用于確認(rèn)單獨(dú)點(diǎn)的位置（比如用于確認(rèn)正確位置中一個(gè)固定姿勢(shì)的想法），而對(duì)于捕捉表面上的細(xì)微差別不切實(shí)際,。
CAD 經(jīng)理 Philip Shade 解釋說(shuō),，“近些年事情有所改善，我們已投資使用激光掃描技術(shù),，可提高數(shù)據(jù)捕捉能力,。但系統(tǒng)完全參數(shù)的CAD數(shù)據(jù)庫(kù)仍有一些根本性的問(wèn)題,，我們所建立的設(shè)計(jì)與工作方式并不需要匹配?！?/p>
視覺(jué)和觸覺(jué)
PDD相信越是采用當(dāng)前可用的先進(jìn)技術(shù),，越能解決從觸覺(jué)模型到CAD表現(xiàn)轉(zhuǎn)變中遇到的問(wèn)題。隨著3D激光掃描儀能夠更加精確地捕捉表面數(shù)據(jù),，設(shè)計(jì)工作室同樣對(duì)擁有觸覺(jué)技術(shù)的SensAble FreeForm系統(tǒng)稱贊有加,。這不僅意味著PDD設(shè)計(jì)師可在虛擬世界中自由雕刻，還提供了物理和數(shù)字化模型之間的一座便利橋梁,。
Shade解釋說(shuō),，“通過(guò)使用激光掃描儀及其相關(guān)軟件，數(shù)字化捕捉模型形狀的變化,，PDD可在將數(shù)據(jù)返回CAD系統(tǒng)前快速修改,，以作為原始參數(shù)幾何模的一個(gè)修改模板。這表示我們能夠比過(guò)去更加真實(shí),、精準(zhǔn)地反映出物理模型上做出的變動(dòng)?！?br /> 良好的效果：CAD到模型到激光掃描點(diǎn)云,，然后返回CAD的迭代環(huán)極具效率，但在涉及自由建模表面中幾何建模操作中的離散集時(shí),，不可避免仍會(huì)有一定水平的折衷,。但在某些情況中，完全定義CAD表現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)必然會(huì)被忠于物理模型的要求所超越,。
你如果想設(shè)計(jì)一個(gè)頭部…
PDD在一個(gè)項(xiàng)目中需要設(shè)計(jì)一個(gè)頭部,，以設(shè)計(jì)并建立有限數(shù)量的機(jī)車頭盔自定義內(nèi)部。通過(guò)對(duì)大量個(gè)體頭部的掃描數(shù)據(jù),，頭盔外部形狀和進(jìn)一步的掃描顯示出頭盔與頭部的準(zhǔn)確適合,，PDD能夠在虛擬空間中構(gòu)建出一系列的表面，匹配頭盔內(nèi)部表面及頭部輪廓,。這些對(duì)于頭盔是否佩戴合適并發(fā)揮作用至關(guān)重要,，但是如能使用CAD標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)創(chuàng)建內(nèi)層外表面時(shí)，內(nèi)部情況就不相同,?！邦^盔項(xiàng)目的確使我們認(rèn)識(shí)到結(jié)合使用FreeForm系統(tǒng)和參數(shù)曲面的重要性，”May談到,，“一些設(shè)計(jì)特征,，以及頭盔內(nèi)層必須緊密固定在頭盔內(nèi)部的事實(shí)，取決于CAD所擅長(zhǎng)的完全限制曲面的類型,；但我們?nèi)绻械筋^盔內(nèi)部曲線控制具有相同水平,，自定義頭盔的整個(gè)概念將會(huì)大打折扣,。有一些CAD參數(shù)曲面不適合應(yīng)用的情形?！?/p>
頭盔項(xiàng)目是一個(gè)巨大的成功：PDD未借助于CAD傳統(tǒng)技術(shù)下完成一個(gè)主要設(shè)計(jì)項(xiàng)目,，從而促使其推進(jìn)了“三維設(shè)計(jì)”的界限?！拔覀兡壳霸跒橐患医凶鯝cme United Corporation公司的長(zhǎng)期合作客戶設(shè)計(jì)新式剪刀,，”P(pán)DD開(kāi)發(fā)部主管Graham Lacy解釋說(shuō)，“由于這個(gè)項(xiàng)目需要人的互動(dòng)性,，我們要求設(shè)計(jì)師專注于完善手柄和剪夾的形狀,，而不會(huì)受到傳統(tǒng)CAD規(guī)則的限制?！?/p>
出類拔萃
PDD 依照這種模式,，采用其觸覺(jué)系統(tǒng)在虛擬空間中雕刻模型初始形狀。設(shè)計(jì)最初建立在對(duì)2D概念詳圖的推斷基礎(chǔ)上,，過(guò)去做法是將草圖粘貼在泡沫塊上進(jìn)行雕刻,。PDD同樣對(duì)現(xiàn)在的剪刀形狀細(xì)節(jié)進(jìn)行攝影，以確保鉸鏈機(jī)制與Acme公司的其他產(chǎn)品一致,。然后將SensAble 形狀直接放入PDD CNC及其中制造出用于物理檢測(cè)的泡沫模型,。這會(huì)有一系列的迭代環(huán)，模型從人工學(xué)檢測(cè)到手動(dòng)修改,，重新掃描并在SensAble環(huán)境中進(jìn)一步處理,，然后重建為一個(gè)泡沫原型 – 而不是在CAD空間中一次成型。
“掃描和CNC機(jī)器的速度都意味著我們進(jìn)行迭代設(shè)計(jì)環(huán)的速度更快,，”May談到,，“我們?nèi)绻谵D(zhuǎn)化模型變化及將一些泥模轉(zhuǎn)換為CAD語(yǔ)言上耗費(fèi)大量時(shí)間是不可能的。這樣不僅完成的設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新性,，而且還能執(zhí)行更多次迭代確保模型的正確,。”
“在Acme項(xiàng)目中,，我們得到的結(jié)論是虛擬和物理原型的精密工具制造者而不是CAD數(shù)據(jù)庫(kù) – 許多工具制造者目前可接受STL甚至虛擬數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入,，”Lacy解釋說(shuō)，“我們當(dāng)然不會(huì)每次都這么做 – 需要一種可以依賴的工具制造者關(guān)系 – 但這對(duì)三維設(shè)計(jì)用處不大,?！?/p>
一次成功的結(jié)合
PDD不是提倡每一個(gè)項(xiàng)目采用三維設(shè)計(jì)，但在雕刻或無(wú)形設(shè)計(jì)領(lǐng)域如品牌塑造,、解剖界面,、人工或身體負(fù)荷性產(chǎn)品及玩具設(shè)計(jì)中，這種技術(shù)的確具有未來(lái)應(yīng)用性。主要優(yōu)勢(shì)為不會(huì)受到參數(shù)建模及忠于物理原型完整性的約束,。
“你的初衷如果是和中國(guó)的玩具制造商交流,，那一個(gè)完全定義的CAD模型非常有用，”Lacy說(shuō)到,，“但你如果將建立有機(jī)性狀的所有參數(shù),，三維設(shè)計(jì)結(jié)合傳統(tǒng)工具的優(yōu)勢(shì)，以及CAD的完整性,，將保證交流的速度,、控制和便利性?！?/p>
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