工業(yè)設(shè)計模型制作整套課件完整版ppt全體教學教程最全電子教案講義

1、工業(yè)設(shè)計模型制作趙真第1 章 設(shè)計模型簡述1.1設(shè)計模型的用途1.2學習設(shè)計模型的意義下一頁返回第2章 真實模型2.1草模型2.2仿真模型2.3實物模型上一頁下一頁返回第3章 虛擬模型3.1計算機三維建模發(fā)展3.2虛擬模型的作用和意義3.3計算機逆向工程上一頁返回第1 章 設(shè)計模型簡述1.1設(shè)計模型的用途1.2學習設(shè)計模型的意義返回1.1設(shè)計模型的用途 工業(yè)設(shè)計的表現(xiàn)方法主要有效果圖、工程三視圖、設(shè)計模型三種。其中，效果圖主要用于一般的視覺交流，例如創(chuàng)意構(gòu)思發(fā)表和討論、與客戶會審設(shè)計方案、在平面媒體上發(fā)表和展出等;三視圖主要用于和工程技術(shù)人員交流結(jié)構(gòu)及制造參數(shù);設(shè)計模型主要用于原始方案討論、設(shè)

2、計定型表現(xiàn)、結(jié)構(gòu)驗證和工藝驗證，運用計算機參數(shù)化虛擬模型還可以轉(zhuǎn)化為效果圖、三視圖，并且直接用于數(shù)控加工模型和樣機。模型比較直觀，可以在最接近真實的情況下驗證產(chǎn)品的人機工學情況，也可以用作生產(chǎn)、裝配、維修的工藝分析工具。由于模型具有很多其他表現(xiàn)方式無法比擬的特殊價值，因此現(xiàn)在的工業(yè)設(shè)計已經(jīng)不能缺少設(shè)計模型。根據(jù)使用的設(shè)計階段、交流對象、制作程度，可以把模型分為草模(草模型)、仿真模型(實體模型)、實物模型(MockUp)幾類。由于先進制造時代的大批制造、快速更新的特點，為避免設(shè)計失誤，更要接近樣機的模型進行市場檢驗。下一頁返回1.1設(shè)計模型的用途1.1.1 創(chuàng)意推敲 設(shè)計師的最大價值是設(shè)計創(chuàng)意

3、，這是一個不斷肯定又不斷否定的思考過程，需要進行不斷的試錯和糾錯，因此需要一個把思維物化的工具幫助推敲和修改，設(shè)計模型就是這樣的一個工具。 設(shè)計模型在各個設(shè)計階段起的輔助作用是不同的。在創(chuàng)意設(shè)計階段，設(shè)計師需要捕捉最原始的靈感火花，這個靈感可能來自某個自然界物體、某個產(chǎn)品的變形發(fā)展，也可能是一種朦朧的意境。但不管是哪一種，它們首先都是一種不同抽象程度的感覺，然后才是感覺的具像化。 現(xiàn)代醫(yī)學告訴我們，人的大腦有很大的潛力，而且左右腦分工不同。左腦著眼于個體和局部，擅長邏輯和理性的思維、數(shù)字技能、科技技能、分析能力、方法規(guī)則等;右腦著眼于整體和全局，擅長直覺和潛意識思維、創(chuàng)造性、洞察力、感性想象、

4、立體思維、綜合能力等。上一頁下一頁返回1.1設(shè)計模型的用途模型是設(shè)計的立體表現(xiàn)方法，草模型首先就是用于創(chuàng)意設(shè)計時的立體思考和推敲。這種借助簡單制造工具在坯料上“制造草稿”的做法，能把設(shè)計師從絞盡腦汁的冥思苦想中帶到生動形象的立體創(chuàng)造意境中，因此是工業(yè)設(shè)計師們有別于平面設(shè)計、環(huán)藝設(shè)計的一種獨特的思維和推敲方法。這種方法是如此簡單有效，因此所有的工業(yè)設(shè)計師在學習和工作中都把它作為思考創(chuàng)意的必要部分看待，成為開展工作不能缺少的一個組成部分。 通常尋找和捕捉靈感最快捷的方法是使用紙筆勾畫出造型的輪廓，但在大多數(shù)情況下這種輪廓表現(xiàn)的只是平面感覺，粗糙而且不整，很多三維的形象造型要素在草圖中很難體現(xiàn)。除非

5、設(shè)計師有豐富的經(jīng)驗和扎實的空間想象能力，能夠像建模軟件那樣把紙上的二維造型擬合(份)成三維造型，否貝草圖和真正有用的三維形象之間的差距較大。上一頁下一頁返回1.1設(shè)計模型的用途使用計算機進行三維創(chuàng)意也是激發(fā)、產(chǎn)生和捕捉靈感的好方法，借助熟練的計算機使用技術(shù)和一些快速生成的幾何形體，可以調(diào)動腦子里積累的產(chǎn)品造型資料，激活思考本次設(shè)計的創(chuàng)新途徑。在不斷組合與調(diào)整各實體的總體關(guān)系時，能激發(fā)創(chuàng)意靈感并借此大致捕捉腦子里所出現(xiàn)的造型感覺。 但是和快速制作草模型相比，上述方法都缺少思維過程的實時具像三維表達，而這種表達需要動手制造才能同步進行?？梢孕蜗蟮匕巡菽Ｖ谱鬟^程稱為“用手思考”，而把用手思考和用筆、

6、用計算機思考有效地結(jié)合起來，才能最敏捷地捕捉到那一閃而過的靈感火花。上一頁下一頁返回1.1設(shè)計模型的用途模型制造企業(yè)的出現(xiàn)是提高效率的一種社會分工。由于先進的制造技術(shù)和市場競爭的原因，模型的真實表現(xiàn)力要求越來越高，制造時間也要求越來越短，因此推動了相關(guān)的各種服務(wù)。除此之外也有人認為，設(shè)計師花費大力氣親自制作仿真模型后會由此產(chǎn)生偏愛，不利于堅決否定設(shè)計，因此交給別人制作比較超脫，能夠客觀冷靜地看待設(shè)計的好壞。也有人認為和國外保障專業(yè)的模型制作工人合法的工作權(quán)益有關(guān)，要求將高表現(xiàn)模型委托給這些以制作模型為生的人們制作。但是不管怎樣，變化不定而又低值的草模型只能由設(shè)計師自己完成，這在哪方面來說都能夠

7、成立。 人們常說心靈手巧，其實心靈者未必個個手巧，而手巧者一定心靈。很多腦子動得快的人動手不一定準確利索，而能工巧匠卻絕不可能是個愚笨的人。這是因為從生理角度上看，手的活動和腦的思維在很大程度上是相互促進的。上一頁下一頁返回1.1設(shè)計模型的用途中國工程院院士、上海華山醫(yī)院手外科主任顧玉東教授曾指出，大腦的創(chuàng)造性思維離不開動手實踐，手是人腦進化的動力。從大腦皮層顯示的信息來看，手部在大腦皮層所占的面積最大，接近1/3。當人的手指做簡單運動時，腦的血流量比不動手時增加10%，而做復雜精巧的動作時，腦的血流量可增加到35%以上。腦血流量的增加有利于思維的敏捷，因此可以說“手是人的第二大腦”，動手實踐

8、是人類獲取知識和能力最重要的途徑。他呼吁人們重視手腦并用，并提出:“現(xiàn)在一些高科技的發(fā)明部分替代了手的作用，但我要告誡大家，凡是要做前人沒有做過的事，都得從動手開女臺?！?由此可見，模型制作有其生理意義上的理論依據(jù)，既動手又動腦思考創(chuàng)意的生理本質(zhì)就在于最大限度地調(diào)動整個大腦的全部開發(fā)能力，這樣做才能擁有最高的創(chuàng)意效率。上一頁下一頁返回1.1設(shè)計模型的用途 一個現(xiàn)象可能使有些人仍然對設(shè)計師動手做模型的必要性存有疑問，因為實踐中經(jīng)?？梢园l(fā)現(xiàn)，有時候缺乏草?；蛘咦约翰蛔霾菽τ谝恍┰O(shè)計師影響似乎不大，那是什么原因， 對此需要指出的是，那些設(shè)計師幾乎無一例外是資深設(shè)計師，缺少草模對于他們可能不是一個太

9、困難的問題，因為他們能夠借助以往的設(shè)計經(jīng)驗和出色的創(chuàng)意能力，較好地把立體形態(tài)和結(jié)構(gòu)細節(jié)彌補上去，想象的東西能夠在紙上或電腦上很快變成一個明確的概念形象。但是，對于許多年輕設(shè)計師而言，用動手幫助思考就不能忽視，特別是創(chuàng)意前期感覺還比較朦朧的時候，可以用草模和設(shè)計團隊的成員直觀地進行交流溝通，共同策劃出正確的創(chuàng)意方案，使設(shè)想更快地得到確認和獲得信心。實踐共識是，對一些帶有自由曲面的造型創(chuàng)意進行推敲時，筆和計算機都顯得束手無策，只有通過設(shè)計師實際動手制作草模才能理解曲面的變化，從而最終完整地表現(xiàn)創(chuàng)意意圖和找到合理的設(shè)計。上一頁下一頁返回1.1設(shè)計模型的用途 曾供職于微軟的Google全球副總裁兼大中

10、華區(qū)總裁李開復曾表示，Google對人才的要求是每位工程師不但要有創(chuàng)新發(fā)想的能力，還必須親自動手做，簡而言之就是要求工程師既可以創(chuàng)新又能實踐。可見，動手應(yīng)該是創(chuàng)新推敲的組成部分。設(shè)計師在思考工業(yè)設(shè)計方案時，制作草模就是用手思考。著名的包豪斯工業(yè)設(shè)計教育體系的重要組成部分就是將課堂搬進作坊，動手動腦結(jié)合，使思維在動手中得到強化，并引申到靈活運用有關(guān)的工業(yè)知識。目前各設(shè)計院校和設(shè)計機構(gòu)都重視草模對創(chuàng)意靈感的表達，在這類草模型的推敲應(yīng)用中，許多有價值的想法在剛露頭角的朦朧時期就能夠得到同行和客戶的肯定和好評。上一頁下一頁返回1.1設(shè)計模型的用途創(chuàng)意草模既然是工業(yè)設(shè)計的快速表達方式，就需要相應(yīng)的快速制

11、造材料和工具，以及低廉的人工和材料費用。目前，創(chuàng)意草模的制作材料已從原來的石膏、紙、木材等普遍轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸じ`活、更方便、更節(jié)省時間的泡沫塑料，以便適應(yīng)目前求證設(shè)計方案的快速變換的要求，而且制作精度不錯。一般情況下，借助量具和樣板，即使是松軟的EPS泡沫塑料草模的大尺寸誤差一般也只有3一5 mm左右，要求高的部分可以達到1 mm左右，用作創(chuàng)意方案推敲足夠了。上一頁下一頁返回1.1設(shè)計模型的用途1.1.2 設(shè)計交流 設(shè)計交流主要是指對客戶或上級進行設(shè)計階段成果匯報，屆時除使用效果圖外，還需要使用仿真模型(實體模型)進行形象交流。這是因為客戶沒有經(jīng)過專業(yè)的設(shè)計訓練，不善于將色彩和某些造型表現(xiàn)簡略的草

12、模想象成實物效果，因此必須使用仿真模型。 仿真模型的外觀和設(shè)計高度一致，但內(nèi)部沒有功能部件，甚至可以是實心的，因此僅僅是一個有用的外形。港臺企業(yè)將仿真模型稱為“手板”，也有的稱為“首辦”，意思是手工制作的第一個樣品，但在一些場合延伸到了手工、半手工制作的模型稱謂?，F(xiàn)在這個稱呼也流傳到了國內(nèi)，在一些設(shè)計網(wǎng)站和模型制作機構(gòu)的介紹中使用了“手板”這個名詞。上一頁下一頁返回1.1設(shè)計模型的用途沒有什么能比反映真實情況的模型更適合設(shè)計交流。從某種意義上講，效果圖具有相當?shù)钠垓_性，在透視、色彩、肌理、燈光、場景、藝術(shù)處理(虛化、漸變等)等手段的使用下，即使是一個簡單的立方體也能變得討人喜歡。另外，計算機模

13、型和三視圖的強烈專業(yè)感也會輕易獲取普通客戶的信任，計算機建模中充滿神秘感的密布網(wǎng)格、三視圖中密布的中心線等等，都增加了圖面的整齊和專業(yè)性，容易獲得客戶的盲目信任，而無法發(fā)現(xiàn)真實產(chǎn)品可能存在的隱患。例如效果圖上漂亮輕巧的造型做成實物后有可能會發(fā)現(xiàn)，它是一個體量龐大的笨拙產(chǎn)品。相反，模型使人們提前零距離地接觸到了最后的實際結(jié)果，因此沒有誤差和欺騙，真實可靠。上一頁下一頁返回1.1設(shè)計模型的用途在大多數(shù)情況下，仿真模型是1:l的實體模型，以便形象地表現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計意圖并初步了解其外觀的人機工學關(guān)系。根據(jù)具體情況，仿真模型有很多材料和工藝可以選擇。例如實心或空心的塑料模型(家用電器等)、玻璃鋼制作的薄壁

14、容器類模型(車輛罩殼等)、油泥和玻璃鋼制作的汽車模型等。有時候為了驗證部分設(shè)計，例如卡車的內(nèi)部空間的人機工學設(shè)計，也可以只做駕駛室部分。上一頁下一頁返回1.1設(shè)計模型的用途1.1.3 低成本驗證設(shè)計成果 低成本驗證設(shè)計成果的內(nèi)容包括市場價值、工藝價值和使用價值。 1.驗證市場價值 為了避免市場風險，企業(yè)總是努力在產(chǎn)品正式投產(chǎn)前對其價值做出正確判斷，模型的使用給企業(yè)和設(shè)計師提供了和競爭對手直接比較的生動可靠的工具。例如，把制作出的逼真的仿真模型帶到客戶面前，直接聽取對這種設(shè)計的評價和建議，以便決策是否繼續(xù)開發(fā)或投產(chǎn);一些市場經(jīng)濟發(fā)達的國家地區(qū)甚至可以憑看樣訂貨的合同向銀行貸款以全力推進產(chǎn)品迅速上

15、市。和產(chǎn)品投產(chǎn)上市后發(fā)現(xiàn)問題并采取召回相比，用仿真模型驗證產(chǎn)品市場價值的成本極低。上一頁下一頁返回1.1設(shè)計模型的用途 2.驗證工藝價值 模型制作使設(shè)計最終以實體形態(tài)展現(xiàn)出來，設(shè)計師對真實的、可接觸的設(shè)計模型進行體驗后，可對設(shè)計方案進行進一步的推敲完善，使其更適合實際開模和生產(chǎn)。實現(xiàn)這個目標的模型是實體模型，由于擁有和成品完全相同的結(jié)構(gòu)細節(jié)，而且具有近似的強度等物理特性，因此實體模型可用于驗證設(shè)計的各種工藝性，包括制造工藝性、裝配工藝性和維修工藝性。 目前，很多實體模型都已經(jīng)使用數(shù)控機械制造，借助計算機仿真加工可以事先利用數(shù)據(jù)庫和專家診斷系統(tǒng)評價其加工制造工藝性;一些小尺寸產(chǎn)品(手機、數(shù)碼相機

16、等)還可以直接在模型上裝配、試用和拆分，了解裝配、維修工藝性。上一頁下一頁返回1.1設(shè)計模型的用途 3.驗證使用價值 模型給設(shè)計師提供了驗證使用價值的機會，這種驗證借助于飛速發(fā)展的先進制造技術(shù)，不但可以快速低成本地制造外形極其精確的實體模型以驗證產(chǎn)品的技術(shù)價值(如為交通工具提供風洞試驗的精確實體模型)，還可以小批量地制造與終極產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、材料幾乎完全一致的樣品，用來驗證產(chǎn)品真實的人機工學價值(如電動工具的使用者疲勞分析、駕駛室的舒適性和可操作性體驗等)。上一頁下一頁返回1.1設(shè)計模型的用途除了傳統(tǒng)的真實模型外，現(xiàn)代科技提供的計算機虛擬模型還能更低成本地驗證設(shè)計，不但可以輕易解決以往機械設(shè)計中大

17、量的計算難題，如零部件空間運動和干涉情況、物理數(shù)據(jù)(質(zhì)量、重心、轉(zhuǎn)動慣量等)的計算求取等，還能在很多特殊情況下將產(chǎn)品使用價值的驗證結(jié)果表達出來，例如汽車碰撞后的安全情況、車內(nèi)人員的逃生機會等。這種驗證和效益相比，其成本幾乎為零，而且便于直觀地分析和確認，已經(jīng)成為重要設(shè)計中必不可少的評價手段。上一頁返回1.2學習設(shè)計模型的意義1.2.1 掌握工業(yè)知識 工業(yè)設(shè)計是綜合性的邊緣專業(yè)，包括藝術(shù)、技術(shù)和商業(yè)，因此工業(yè)設(shè)計師也應(yīng)該是知識全面的人。有人說工業(yè)設(shè)計師是30%的藝術(shù)家、30%的工程師、10%的詩人、10%的商人、10%的企業(yè)家、10%的推銷員，表達的就是這個意思。模型制作過程有助于學生全面理解、

18、掌握、運用工業(yè)知識，這對藝術(shù)類院校的學生尤其重要。 模型制作可以使學生掌握和接觸以機械工程為主的一系列相關(guān)知識，大致有以下幾方面內(nèi)容。下一頁返回1.2學習設(shè)計模型的意義 1.工具使用技能 工具不僅是單純的制造器具，而且是工業(yè)設(shè)計專業(yè)的學生體會、貼近工程技術(shù)和制造業(yè)的一個媒介和途徑。和幾十年前崇尚孩子自己動手、大搞科技時的社會風氣不同，現(xiàn)在勞動課、科技小組中掌握做木工做航模、裝無線電、修自行車、修電燈、修日常用品等種種受人稱贊、心靈手巧的動手環(huán)境正遠離人們而去，對制造、生產(chǎn)缺乏感覺，使得現(xiàn)在的工業(yè)設(shè)計學生和藝術(shù)、技術(shù)、經(jīng)濟交叉構(gòu)成的人員素質(zhì)相差頗遠。 工具的使用能使人們置身于制造氣氛中，培養(yǎng)對工

19、業(yè)設(shè)計的“工業(yè)”意識，更好地理解工業(yè)設(shè)計和環(huán)藝、平面、多媒體設(shè)計的區(qū)別。上一頁下一頁返回1.2學習設(shè)計模型的意義2.量具使用技能 計量器具廣泛地存在于人們的生活中，秦朝統(tǒng)一全國后立即實行度量衡統(tǒng)一，這說明計量器具是多么重要。作為工程制造品質(zhì)保證的尺寸、形狀、位置控制工具，量具制造和使用在制造業(yè)中始終具有至高無上的地位。 在工業(yè)設(shè)計傳統(tǒng)模型制作中，量具的精度一般，種類也不多，主要是尺寸控制類的工具，如長度、高度、角度、半徑等;也有一些簡單的形狀控制的量具，如平面;基本上沒有位置控制的綜合量規(guī)等。實驗室常見的具有計量資質(zhì)的量具有游標卡尺、高度游標卡尺、直角尺、尺規(guī)等。近年來由于先進制造技術(shù)的發(fā)展，

20、高精度模型已和樣機逐漸接近，這方面使用的量具無論在精度和種類上，和制造企業(yè)基本已無差距。上一頁下一頁返回1.2學習設(shè)計模型的意義3.機械制圖技能 工業(yè)設(shè)計的制圖屬于機械制圖范疇，但具有本專業(yè)的一些特點。工業(yè)設(shè)計的主要對象是產(chǎn)品外觀，工程師分工的圖面表現(xiàn)為向產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和裝配適當延伸，一般不繪制單獨的系列零件圖。因此，工業(yè)設(shè)計制圖包括總裝、部裝、零件圖三部分內(nèi)容，以總裝圖為主。 工業(yè)設(shè)計的學科交叉性要求設(shè)計師熟練掌握制圖技能，除了按教科書的理論學習外，還必須借助模型制作的實踐機會熟悉和理解制圖。上一頁下一頁返回1.2學習設(shè)計模型的意義 4.產(chǎn)品測繪技能 產(chǎn)品測繪綜合了量具使用、機械制圖、設(shè)計分析等技

21、能要素，是工業(yè)設(shè)計師在改良產(chǎn)品時必須熟練掌握的操作技能，而這種技能最好的學習方法就是通過模型制作逐漸掌握。 5.材料基本知識 和觀摩相比，親手制作模型對不同材料和不同工藝的對應(yīng)關(guān)系感覺更真切。制作中常用的材料主要有泡沫塑料、ABS板料等，還包括玻璃鋼、要求較高的一些模型所使用的金屬、塑料等各種材料。上一頁下一頁返回1.2學習設(shè)計模型的意義 6.工藝分析技能 工藝分析和設(shè)計的關(guān)系密切。工業(yè)設(shè)計是人們預(yù)先安排機器制造結(jié)果的創(chuàng)造活動，需要遵循機器制造的規(guī)貝，這個規(guī)則的重要組成部分就是制造工藝的分析。模型制作過程中有很多原理和產(chǎn)品制造工藝相似甚至一致，因此給在校學生提供了體會真實制造的機會，這是只用計

22、算機設(shè)計無法做到的。 7.全面理性思考能力 工業(yè)設(shè)計的模型制作具有明顯的工業(yè)色彩，工藝邏輯性強，材料分析全面，需要學生嚴密思考，有利于培養(yǎng)學生全面理性的思考能力，以積極適應(yīng)今后的工作環(huán)境。上一頁下一頁返回1.2學習設(shè)計模型的意義 8.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)理解 模型是了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)最好的對象，即使是只有外表的實體模型也能提供殼體的基本結(jié)構(gòu)，更不要說還有很多不罩外殼的產(chǎn)品，例如自行車，必須理解結(jié)構(gòu)后才能動手。 心靈手巧是動手的結(jié)果，四肢不勤的人不可能成為心靈手巧的出色人物?，F(xiàn)代社會的文明進步并不是要我們摒棄動手制作，相反將我們帶到了一個愉快動手的境界，這種能力成為了現(xiàn)代人的文明素質(zhì)之一，這在許多興趣廣泛的成功者

23、身上得到了證明。工具、量具、制圖、測繪、材料、工藝、思考分析、結(jié)構(gòu)理解等綜合鍛煉，使工業(yè)設(shè)計比其他設(shè)計專業(yè)更能夠使學生適應(yīng)艱苦而充滿挑戰(zhàn)的工作，培養(yǎng)更好的頑強作風。從這個意義理解，動手已經(jīng)超越了簡單的手工制作，成為提高素質(zhì)的重要途徑。上一頁下一頁返回1.2學習設(shè)計模型的意義1.2.2 培養(yǎng)空間想象能力 工業(yè)設(shè)計師需要超乎常人的空間想象能力，這需要在實踐中積累，而邊做邊想地“用手思考”貝是培養(yǎng)這種想象力的最好途徑。事實證明，許多學生看上去不錯的方案僅僅是平面上的構(gòu)思，而且只有一個方向的視圖，很難擴展成立體的完整方案。究其原因就在于相當缺乏空間想象力，腦子里閃現(xiàn)的或信手涂抹所得的都是平面形象，根本

24、沒有立體因素，所以當然困難。這類方案如果用EPS邊削邊琢磨、不斷改變角度觀察思考，其中一部分還是有可能變成各視角都還能接受的構(gòu)思。經(jīng)過這樣的訓練，學生創(chuàng)意靈感的空間質(zhì)量會得到很好的提高。上一頁下一頁返回1.2學習設(shè)計模型的意義1.2.3 有利于更好地進入設(shè)計行業(yè) 草模是工業(yè)設(shè)計師必須具備的動手能力，而模型制作在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域中貝是為設(shè)計服務(wù)的輔助工作。實踐表明，一名資深設(shè)計師需要幾名設(shè)計輔助人員協(xié)助工作，除了一般的設(shè)計管理、客戶執(zhí)行、財務(wù)后勤以外，計算機建模、效果圖渲染、模型制作、設(shè)計市場調(diào)查等都需要年輕設(shè)計師和相關(guān)專業(yè)的人員參加，這些都是進入設(shè)計行業(yè)很好的途徑。不少頗有才能的工業(yè)設(shè)計畢業(yè)生在一

25、時找不到滿意的設(shè)計師崗位時，都能夠憑一手出色的手藝從模型和建模工作起步進入設(shè)計機構(gòu);在圓滿完成下達的模型制作或計算機建模任務(wù)時會提出自己頗有見地的建議，或是在任務(wù)緊張時一起參加工作而得到表現(xiàn)機會，從而由于在工作中表現(xiàn)出優(yōu)異才能而得到提拔晉升，最終一步步地進入設(shè)計界圈子。這種憑實力闖世界的方式雖然遷回曲折，但卻是頗有成效的成功途徑。上一頁返回第2章 真實模型2.1草模型2.2仿真模型2.3實物模型返回2.1草模型2.1.1 泡沫塑料草模型 (一)適用范圍 1.適合用途范圍 (1)創(chuàng)意推敲 草模型(簡稱“草?！?、手繪草圖、計算機快速推敲造型是產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)意階段的主要思考表現(xiàn)形式和工具。目前廣泛使用

26、的泡沫塑料草模和十多年前普遍使用的石膏、油泥、木材、紙張等相比，已被證實使用更方便簡單、價格更低廉，是現(xiàn)階段比較理想的設(shè)計輔助工具。下一頁返回2.1草模型 (2)細化驗證 設(shè)計細化階段需要把設(shè)計構(gòu)思從二維轉(zhuǎn)變?yōu)槿S，相關(guān)的因素有驗證體量、基本的人機關(guān)系、初步確認裝配和維修性能等。這個階段的泡沫塑料模型比創(chuàng)意推敲草模要精細和規(guī)范，雖然和仿真模型相比還確實是草模，但創(chuàng)意推敲相比已經(jīng)是另外意義上的模型了。為了有所區(qū)別，可將其稱為細化驗證草模。 細化驗證草模很多時候用于和客戶的交流，主要是在委托專業(yè)的模型工廠用數(shù)控機床制作仿真或?qū)嵨锬Ｐ颓埃p方對設(shè)計進行總體評價和認可時使用。上一頁下一頁返回2.1草模

27、型 2.適合表現(xiàn)范圍 泡沫草模有很大的用途，但受材料本身疏松、柔軟等特性的限制，比較適合表現(xiàn)模型的下列形狀。 (1)凸起形狀 外表鼓凸形狀適合表現(xiàn)加工有兩個原因，一是切削產(chǎn)生的向下分力將使疏松的材料壓緊，避免發(fā)生材料脫落崩砰現(xiàn)象;二是凸起形狀的前方永遠暢通，因此便于實現(xiàn)工具的切削運動。 (2)粗厚形狀 由于材料的低強度和低剛度，為避免斷裂失效和失穩(wěn)變形，需要保證模型受力部分的粗細和厚薄。上一頁下一頁返回2.1草模型3.不適合表現(xiàn)范圍 某些形狀不適合利用泡沫塑料表現(xiàn)制作，主要有以下幾種。(1)內(nèi)凹形狀 除了板料沖壓和鑄造注塑的方法，內(nèi)凹形狀是比較難加工的。工業(yè)上采用車、鉆、銑、鑊、磨等機械切削加

28、工內(nèi)型，而使用手動工具的鉗工貝只能采用鑿、刮、墩、打擊、研磨等簡單方法，除非是耗事巨大的精細加工，否則效果不好。對于泡沫塑料草模，尤其是EPS草模，內(nèi)凹加工是個難題。 EPS泡沫塑料結(jié)構(gòu)松散，特別不適合加工內(nèi)凹的形狀。這不但是因為沒有合適工具削或挖，還因為沿內(nèi)凹面切削的切削分力很容易把泡沫顆粒瓣下來，造成一個個窟窿和坑點。因此，就凹面表達材料而言，泡沫塑料不如可塑性材料，如油泥、軟陶土等有效。上一頁下一頁返回2.1草模型其實，根據(jù)草模的使用性質(zhì)，在很多情況下并不需要做得非常精細，而只要能夠大體上表達設(shè)計意圖和產(chǎn)品體量即可，因此最好能夠和客戶溝通，征得同意后將薄殼結(jié)構(gòu)簡化成實心的外觀模型，保證外

29、觀造型設(shè)計的視覺表達，或者貼上有一定立體光線感的CoreIDRAW圖樣即可。 (2)薄殼類型 薄殼造型的工件不適合用泡沫塑料材料表達，這有以下兩方面的原因。 一方面，由于泡沫塑料是一種松脆的材料，因此即使是硬質(zhì)的泡沫塑料也不適合加工成薄殼的形狀，不但銼削時非常容易破裂，而且即使是略厚的薄殼，小心翼翼做成后也不容易保管和使用，稍有不慎就會損壞。上一頁下一頁返回2.1草模型 另一方面，使用切削材料的方法加工殼形的泡沫塑料草模極其困難，需要慎重。相對來說，管狀的樣式由于兩端開放便于工具運動好一些，但封閉的凹面體(尤其是弧形的)基本上無法加工到滿意的程度。通常對于采用泡沫塑料表達殼體結(jié)構(gòu)(例如薄殼形抽

30、油煙機集煙腔等需要直接表達的金屬板材結(jié)構(gòu))最好盡力避免，或者爭取變通，即在允許的情況下使用卡紙制作平面、柱形和錐形弧面，效果還不錯，但球形和大尺寸零件只用卡紙制作也有困難，需要加支撐。上一頁下一頁返回2.1草模型(3)細線、細棒、薄片、尖銳邊緣 在可能的情況下，可以盡量用其他材料代替泡沫塑料制作細線和細棒等，這也和材料本身的強度有關(guān)。通常細線可以用鋼絲、電線、塑料線，細棒可以用木棒，薄片用紙或EPS吹塑紙板等代替。尖銳邊緣的制作難度在于材料本身的致密程度，當用細砂紙打磨出尖銳邊緣時很容易材料脫落。 有時候為了保持模型的整體效果，也采用高密度EPS(如利用結(jié)實的包裝件、水果保鮮箱等)和硬質(zhì)PU.

31、 PS加工。以此類推，一些精細的小物件如果不用打圖粘貼的話也可以用其他材料代替，不過草模型不應(yīng)該花費太多的精力。 用泡沫塑料制作的細棒等模型在搬運運輸時要格外小心，以免損壞。上一頁下一頁返回2.1草模型 (二)材料 1.可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料(EPS) 可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料(印S)是一種應(yīng)用廣泛的輕質(zhì)包裝保溫材料，白色，有可見的顆粒感。 EPS原粒由聚苯乙烯(PS)粒料經(jīng)預(yù)發(fā)(活化，即將丁烷氣體壓入顆粒中)，然后在置入某形狀模具的密閉空間中通入蒸汽加熱。熱量以及蒸汽壓入EPS原粒，促使丁烷膨脹而將原粒發(fā)泡緊密擠壓成型。工廠通常使用大尺寸矩形模具將活化粒料發(fā)泡成巨大的塊料后，用電熱絲平整切割成

32、為厚度不等的板材供應(yīng)市場，也可以根據(jù)用戶的專業(yè)需要制成指定形狀，如管道保溫層和各種包裝保護零件，常見于家電和計算機等電器產(chǎn)品邊角保護的包裝箱墊及異型件、高級水果和水產(chǎn)的保鮮包裝箱，以及一些普通的保溫器皿如一次性飯盒等。上一頁下一頁返回2.1草模型 但由于管理方面的原因，實際上市銷售的成品密度可能低于上述標準，有的甚至可低至10 kg/m3。 由于投入原料的數(shù)量不同，得到的成品的顆粒結(jié)合度和強度都不同。類產(chǎn)品價格便宜，但結(jié)構(gòu)疏松，能較方便地瓣下顆粒發(fā)泡料，加工時容易損壞，一般只能制作比較粗糙的零件，如大的箱體機身等。用于電器包裝的用料大多相當結(jié)實，而做成水產(chǎn)保鮮箱的材料密度最大，可以用來做厚度較

33、薄、比較精細的模型零件。 制作工業(yè)設(shè)計草模的EPS一般從商店購買。商店供應(yīng)的EPS板料尺寸通常為1.5mx2m，厚度為2-10 cm，切割面不是很平，邊緣處泡沫粒粗大且疏松容易掉落。上一頁下一頁返回2.1草模型 2.硬質(zhì)聚苯乙烯泡沫(PS ) 硬質(zhì)聚苯乙烯泡沫(PS)結(jié)構(gòu)為帶無數(shù)小氣孔的固體，像饅頭的剖面，是一種具有高抗壓、保溫、防潮、輕質(zhì)、耐腐蝕、長壽命等優(yōu)異性能的材料，廣泛應(yīng)用于冰箱和熱水器的隔熱保溫，以及墻體、屋頂、低溫儲藏地面、泊車平臺、機場跑道、高速公路等領(lǐng)域的保溫防潮。 硬質(zhì)PS塊料和板料是用擠出法制造的，是一種物理發(fā)泡法。將PS(聚苯乙烯)粒料和丁烷氣體都置入PS擠出機的容器中，

34、在高壓高溫條件下使PS融化、丁烷氣體液化，經(jīng)充分混勻后從擠出口擠出。由于壓力瞬間消失，PS被氣化膨脹的丁烷氣體均勻撐開，像膨化食品那樣被哭然爆得又大又均勻，中間充滿了微孔。調(diào)節(jié)PS和丁烷的比例，可以得到發(fā)泡程度不同的擠出型聚苯乙烯泡沫(PS )。上一頁下一頁返回2.1草模型3.硬質(zhì)聚氨醋泡沫塑料(PU) 聚氨醋泡沫塑料(PU)都由雙組分材料(習慣上稱為白料和黑料)混合后實時發(fā)泡而成，是一種化學發(fā)泡法。白料是多種原料(物理發(fā)泡劑、催化劑、硅油、水、泡沫穩(wěn)定劑及硬化劑等)組成的混合體，黑料主要是多亞甲基多苯基多異氰酸醋(PAPI，簡稱異氰酸醋)。兩種材料按1:l混合充分攪拌后澆注填充。硬質(zhì)PU作為

35、保溫材料廣泛用于冰箱、冷柜、熱水器和墻體保溫等，軟質(zhì)PU特性和皮革極為相似，用于制造PU革皮包、箱包、鞋帽、時尚精品、女包、手拎包、手袋等，發(fā)泡的軟質(zhì)PU用來做人造海綿等。 做工業(yè)設(shè)計草模選擇的是硬質(zhì)PU，其外觀和硬質(zhì)PS很相似，剖面也是具有無數(shù)小氣孔的固體，淡黃色，非常像饅頭。上一頁下一頁返回2.1草模型 (三)工具 EPS泡沫塑料強度不高，結(jié)構(gòu)松軟，用普通美工刀、鋸條、木銼刀、砂紙等就能加工，還可以利用銼片自制高效銼削的專用工具。 銼片(見圖2-1)常見于自行車修理攤點，用于補內(nèi)胎時銼毛漏洞周圍的胎面以增加粘結(jié)牢度。銼片用薄鐵片扎孔制成，原本是紡織廠拉毛機上拉毛織物的工具，以前稱為“刺毛布

36、”，在一般五金工具商店可以購買。選平整的矩形木棒將銼片邊緣釘在棒的一端后，翻過來將另一邊緣釘?shù)桨舻姆疵婢涂墒褂?。木棒端頭也可以做成弧形使銼片呈弧狀，以便銼削凹下的弧形。銼片面上不能釘釘子以免劃傷模型表面。銼片材料價格不貴，大約1 0 cm賣1元錢。上一頁下一頁返回2.1草模型 PU較硬，可以表達比較細膩精致的模型外觀。除了上述工具外，還可以使用什錦銼刀加工較小的外觀細節(jié)。但是由于材料硬度較大，質(zhì)量不佳的美工刀片的使用壽命非常短，需要采用高質(zhì)量刀片。 制作泡沫草模時砂紙的作用不可小視，尤其是水砂紙，能將泡沫材料表面打磨得非常光潔。砂紙可以卷在不同形狀的芯棒上，例如卷在圓棒、圓瓶之類物體上做圓弧的

37、成形加工，木砂紙和鐵砂布都能使用。 (四)制作過程 1.工藝分析 工藝分析的目的是研究如何利用當前可行的工具和步驟，按設(shè)計要求完成草模型的正確表達。上一頁下一頁返回2.1草模型工藝分析的起點是外形特點。經(jīng)驗表明，比較復雜、奇怪的形狀必然包含要求對工藝的靈活應(yīng)用。鑒于泡沫塑料松、脆、散的特點，安排工藝的目的主要如下: 避免零件加工受力部分在沒有足夠支撐的情況下，承受切削力而崩砰邊、角。 爭取使需要高度一致的接合部分能在裝配后一起配做加工。 考慮通過分解復雜形狀為簡單形狀，利用當前的技術(shù)和工具，完成拆分零件和最終組合的可能性。 尋求便于加工，并能為后續(xù)過程提供尺寸和位置加工基準的模型表面。 合理安

38、排步驟，減少工時和材料的浪費。上一頁下一頁返回2.1草模型 2.備料 備料是將泡沫板料做成毛坯的工藝過程，有下列幾個步驟。 (1)劃線 切割前需要在板料上劃線以便準確切割，有以下幾個原因。 模型較大時，為節(jié)省制作時間和材料大多做成空心，因此需要根據(jù)結(jié)構(gòu)具體計算各塊材料尺寸。 模型形狀比較復雜時，需要根據(jù)制作工藝拆分整體，因此各部分需要分別下料。 板料邊緣往往疏松缺損，其他地方也可能破損，取料時要避開這些地方。 用雙面膠帶粘結(jié)時，必須保證膠帶準確貼在粘合層內(nèi)部，不得露在模型輪廓外面。以免影響加工。上一頁下一頁返回2.1草模型 因此，劃線具有相當?shù)脑O(shè)計色彩。劃線工具除了一般所用的直尺、鋼卷尺、三角

39、板、量角器、筆等作圖工具外，為避免雙面膠帶加工中露出毛坯輪廓，還需要使用計算機在三維模型上模擬切層分割(適當留出平面修整的減薄余量)，確定截面精確形狀和尺寸后打印出1:l的截面輪廓圖形，作為取料和貼膠帶的極限尺寸;如果手邊一時沒有計算機，至少要在圖紙上模擬分割，盡量準確地估算出截面形狀。 因為太硬，劃線一般不宜使用鉛筆。在EPS上可以使用小學生用的國產(chǎn)細芯的彩色墨水筆，具有筆尖較細、用力較輕、不會堵墨等優(yōu)點;硬質(zhì)ES和PU可以用圓珠筆或墨水筆。上一頁下一頁返回2.1草模型(2)切割 切割一般用美工刀或細齒雞尾鋸，也可以手持鋼鋸條鋸割。有條件的話可以像很多制作標牌美術(shù)字的美工社那樣，使用電熱絲熱

40、融切割。電熱絲用手動調(diào)壓器控制電壓以掌握溫度，具體根據(jù)環(huán)境氣溫、切割厚度等決定。用電熱絲切割時不能把電壓調(diào)得過高，也不能推得太快，否貝都會使電熱絲斷裂。 不論哪種切割方法，都必須注意垂直切割以保證尺寸準確。 (3)修整 由于原料一般并不平整，切割下的材料在粘合使用前都需要對粘合面進行形狀修整，以便相互嚴密組合，以最大的規(guī)則粘結(jié)面保證結(jié)合強度。上一頁下一頁返回2.1草模型 修整的關(guān)鍵是判定需要去除的部位，然后準確地將其切削。一般在加工件尺寸不是很大時，采用平板對整塊坯板判定凹凸情況。具體方法是將坯板平放在表面涂有顯示劑(例如印泥)的平板面上輕輕平移，待哭起部位沾上顏色后就可將其去除，然后重復進行

41、，直至基本平整為止。 由于EPS表面沒有微孔，當坯料大于平板時可行采用近似的簡便的方法操作，即將平整的水泥地面當作標準平板使用，只需將坯板在地上稍加壓力平移后，根據(jù)沾上塵土的情況就同樣能夠確認需要打磨去除的部位。為了可靠起見，需要用直尺多位置測量坯板最終需要粘合的平面和側(cè)邊。原則上，這些面和邊都需要互相垂直，以便在統(tǒng)一的標準、規(guī)形狀下進行粘結(jié)組合。上一頁下一頁返回2.1草模型 (4)粘合 坯料的粘合有物理粘合和化學粘合兩種。無論是哪一種，為了防止粘合材料產(chǎn)生和原料不同的物理特性，都要避免粘合物超越粘接層面邊緣的情況。 粘合順序。 粘合順序不同可能產(chǎn)生完全不同的制作效率，以空心箱體草模為例說明。

42、 很多產(chǎn)品呈箱體狀，例如洗衣機、電冰箱、飲水機等。為了節(jié)省工時和材料，往往將草模設(shè)計成空心結(jié)構(gòu)。粘合空心箱體狀的毛坯時，需要注意形狀正確，橫平豎直，鄰面正交。為了控制形狀，粘合時應(yīng)該使用丁字尺、較大的木工角尺、三角板等，有時候還需要用量角器制作角度樣板后控制形狀。上一頁下一頁返回2.1草模型空心殼體毛坯坯板粘合要考慮順序，原貝上是方便可靠，如圖2-2所示為兩種不同粘合順序的工藝效果，效率相差很多。 左圖的坯板空心殼體只需要制作一端粘合面，另一端不必加工，自由伸在外面等待粘合后去除，工藝簡單值得首先考慮。 右圖雖然上下兩塊坯板兩端都不需加工粘合面，似乎輕松省事，但中間豎的兩塊坯料的精度要求卻很高

43、，即不但高度需要準確，而且上下兩個粘合面必須平行且與側(cè)面垂直，這很不容易做到，否則就不可能正常粘合。因此，其工藝性明顯不如左圖。上一頁下一頁返回2.1草模型物理粘合。 物理粘合可以采用環(huán)氧樹脂、泡沫膠、雙面膠帶等。 環(huán)氧樹脂具有極其強大的乳合力，但干透以后會形成脆硬的膠層，和柔軟的EPS組合在一起會給加工帶來麻煩。刀片或銼片在越過不同硬度的坯料時很容易將EPS多銼掉一些，致使膠層凸留在模型表面。解決的方法是控制刷環(huán)氧樹脂的范圍，保證在加工過程中不露到外面與刀具接觸影響加工。 常見的木工白膠通常很容易成為考慮的使用對象，但在這里不適合。白膠需要水分蒸發(fā)后才能有效粘合，而EPS不透氣，即使過一星期

44、在粘合面的白膠都很難干透，因此無法使用。上一頁下一頁返回2.1草模型近年一種專供泡沫塑料粘合的泡沫膠在舞臺美術(shù)布景制作上使用較多，這是一種類似萬能膠的乳合劑，不腐蝕泡沫塑料，不會徹底干透形成脆硬的膠層，而是保持著一些柔性但是強大的結(jié)合力，可以很牢固地粘合較大面積。 雙面膠帶因為在必要時可以拆開修改而比較方便，但其柔軟的帶基在遇到銼片銼削時同樣不會被有效去除，只會順著銼削方向倒下并繼續(xù)留在原來位置形成一條哭起的脊形，需要使用鋒利的刀片一一將其割除，非常耗費時間而且最終影響表面光潔。因此，使用雙面膠帶時也必須預(yù)先準確劃線留出加工余量。另外，雙面膠帶很容易因為沾上了坯料的屑末而喪失乳合力，因此粘貼前

45、需要撣凈表面。上一頁下一頁返回2.1草模型 化學粘結(jié)。 化學粘結(jié)可以使用各種溶劑，但基本條件是材料能反復溶解和固化。上述兩種材料中，PS可以溶解于芳烴(苯，甲苯，二甲苯等)、氯代烴(三氯甲烷，三氯乙烯)、狡酸醋(乙酸乙醋，乙酸丁醋)、酮(丙酮，丁酮)等大部分有機溶劑中，但用量掌握不好時會使坯板蝕毀。一些工業(yè)安裝場合，如EPS保溫管道對半粘合安裝時，可用布蘸上適量乙酸丁醋涂抹到工件表面后迅速相對合攏，粘結(jié)效果不錯。但這個方法對工業(yè)設(shè)計仿真模型來說風險較大，操作者會因為缺乏經(jīng)驗而損壞零件，也會因溶合面產(chǎn)生的硬邊妨礙后續(xù)的修整加工。因此，工業(yè)設(shè)計的泡沫塑料仿真模型一般不采用化學粘結(jié)的方法。上一頁下一

46、頁返回2.1草模型 3.成型加工 成型加工是草模制作的關(guān)鍵工序，有幾個關(guān)鍵地方需要注意。 (1)形犬分析 泡沫塑料的加工具有內(nèi)凹形狀不易制作的特點，因此要盡量避開這類形狀，必要時可考慮拆分加工。圖2-3的左圖根本不能使用手工整體加工，但拆分后可以輕易地完成中間的凹形。如果模型為內(nèi)凹而且?guī)в袌A角過渡的形狀，則更不能用泡沫塑料加工，可以將改零件用其他方法制作，例如ABS塑料拆分加工后粘結(jié)壓制后最終組合起來。上一頁下一頁返回2.1草模型 (2)樣板制作 成型加工的關(guān)鍵是要能夠真實表現(xiàn)設(shè)計意圖，因此需要采取各種技術(shù)措施保證制作準確，其中樣板對于非平面形狀的使用價值應(yīng)該得到高度重視。從各方面看，樣板都是

47、加工模型時最簡單、準確、方便的工具。使用得最多的圓弧樣板，一般制作僅需5-10分鐘左右，卻能有效地保證花大量心血制作的模坯得到正確加工。制造企業(yè)有專門的車間制作樣板供生產(chǎn)線上的工人和檢驗科人員使用。然而，在學校里屢屢可見懶于使用制作樣板而喜歡憑感覺和目視加工的學生，將時間和汗水堆積起來的好好的坯料輕易糟蹋了。上一頁下一頁返回2.1草模型 (1)一般樣板:一般樣板用卡紙制作，成本低廉、簡單方便，對于圓弧面(圓角邊緣、過渡面)的準確制作特別有效。小尺寸的圓弧可以用圓規(guī)在卡紙上繪出后用剪刀剪成如圖2-4所示形狀，注意不要使用超過600包角的圓弧樣板，尤其不要用90包角(1/4圓)的樣板，那樣無法動態(tài)

48、控制加工情況，最后在樣板能夠卡上工件時已經(jīng)沒有修磨吻合的余量了。當測量時顯示圖2-5左面情況時，表明工件半徑較大，還有加工余量，而顯示右面情況時則表明加工過度，實際半徑小于樣板半徑，工件已經(jīng)報廢。上一頁下一頁返回2.1草模型大圓弧樣板:大圓弧樣板可以使用鋼卷尺繪制弧線后剪出。把鉛筆靠在尺端的彎角處，然后卷尺到需要的數(shù)字，如1 500 , 2 000等。用手指將數(shù)字位置按在桌上固定，拉緊卷尺皮繪制圓弧。注意鉛筆要垂直，不要重復畫。有人覺得多畫幾次精確，但這樣會出現(xiàn)多條靠得很近的弧線，反而讓人糊涂。其實對于大半徑值，例如1 000，相差1 mm才誤差千分之一，因此只畫一筆就夠了。 用鋼卷尺是因為尺

49、面上不但有尺寸數(shù)字能夠方便獲取準確長度，而且還因為鋼皮在拉緊時不會產(chǎn)生變形，能夠保證繪制弧線的準確可靠。同樣方法如果采用其他線材，例如電線、繩子，就容易拉長失真;使用鐵絲、粗銅絲時也往往因為不夠挺直，受力后變形部分會產(chǎn)生長度誤差，所以同樣不能使用。上一頁下一頁返回2.1草模型特殊樣板:某些形狀特殊、要求特別高的復雜形狀輪廓，或是半徑特別大無法用卷尺繪制的圓弧等，可以用計算機1:l地打印出來復制到卡紙上，例如用針刺到卡紙上后用曲線板光滑連接，剪下做成樣板。 在可以的情況下，剪制樣板最好使用大剪刀，以便減少接刀次數(shù)保證曲線圓滑。對于小孔，除了使用小剪刀外，還可以在剪出形狀后用砂紙卷適當修磨一下。

50、樣板在使用時應(yīng)該對著光線觀察，然后根據(jù)漏光的情況決定需要切削的位置。有時候靠弧線本身只能控制形狀而不能控制相對位置，因此需要在樣板上增加和測量基準面接觸的部分，以便把準確形狀傳遞給工件。上一頁下一頁返回2.1草模型 如圖2-5所示為一只碗體草模的加工對比示意圖。首先需要將泡沫模坯在樣板、游標卡尺、角尺的控制下，銼成一個軸線與端面垂直的正確圓柱體，其底部是一個的標準的圓，由此獲得直徑符合要求的碗口正確形狀。 碗體的加工比碗口復雜。上圖的樣板下方有寬寬的一條基準邊擱在作為測量基準的模坯底部，因此工件的形狀精度和位置精度都得到了保證。相反，下圖的樣板缺少定位基準，可以在徑向自由擺動，工件曲面由于只能

51、得到徑向截面的形狀控制而缺乏與底面的位置控制，使整體形狀出現(xiàn)了明顯錯誤，最終將成為廢品。 以端面輪廓和平面為基準，使用樣板控制側(cè)面形狀加工的方法，在其他模型制作中也都相同。上一頁下一頁返回2.1草模型 (3)加工要點 鑒于EPS泡沫塑料的特點，需要注意加工的一些細節(jié)要點。 1.EPS相當疏松，而且顆粒較大，加工中容易崩砰脫落。因此，對于邊緣部分銼削或打磨時，應(yīng)該從外向內(nèi)進行，壓緊泡沫塑料而不是相反，以免剝離材料。 2.EPS強度不高，可以大刀闊斧地用刀、鋸整塊去除余量，這樣產(chǎn)生的屑末最少，而且節(jié)省時間。但是，也因為材料強度低易于加工，很容易過度切削而造成廢品。上一頁下一頁返回2.1草模型EPS

52、的屑末很容易帶上靜電，不注意會粘滿工具和衣服。因此最好穿純棉衣服。打掃身上的屑末時候可以用濕布撣抹和用吸塵機吸除，不能用手撣，因為摩擦生電，屑末會越撣越牢。用嘴吹屑末容易在吸氣時將其吸入喉管，引起劇烈咳嗽，也不好。 草模的制作目的是輔助創(chuàng)意設(shè)計，加工的精細程度根據(jù)個人設(shè)計能力和需要而定。如果空間想象能力不錯，做得粗糙一些也可以，但如果需要和客戶見面則必須做得精細一些。上一頁下一頁返回2.1草模型4.表面修飾 泡沫草模僅用于最初的設(shè)計探討過程，主要供設(shè)計師之間交流和論證設(shè)計思路，不很適合與用戶見面，尤其是表達動態(tài)變化的復雜結(jié)構(gòu)，或者面對缺乏細化設(shè)計想象力的用戶時，草模的出現(xiàn)反而會節(jié)外生枝，引發(fā)用

53、戶種種不必要的疑問。 受材料特性和模型性質(zhì)影響，創(chuàng)意泡沫草模的表面通常不做很多修飾，沒有特別要求的話，也不刻意改變草模材料本色。 泡沫草模表面粗糙，即使是EPS可以用砂紙打光還是不夠光潔，因此涂刷了顏料和油漆也不會產(chǎn)生光亮的反光效果。罐裝自動噴漆含有苯等溶劑會溶蝕模型材料，因此絕對不能使用。上一頁下一頁返回2.1草模型 細化草模比創(chuàng)意草模的表達層次高，為了更好地展現(xiàn)細節(jié)，在一些精細復雜的部位，如開關(guān)板、顯示器、商標圖形、數(shù)據(jù)銘牌等，可以在不影響客戶理解和同意接受的前提下，將帶有色彩、立體光澤、材料肌理和陰影的CoreIDRAW二維圖形打印后粘貼在相應(yīng)位置上。 產(chǎn)品表面的一些結(jié)構(gòu)特征如模縫線、裝

54、配結(jié)合線、凹下的嵌線等對模型的結(jié)構(gòu)表達很有價值，可以用淺灰色的計算機割字紙(揭字貼)裁成細線后粘貼在模型的相應(yīng)位置。為了粘貼牢固，可以在交叉處用一條細線壓住另一條，并把線往零件后面延伸并在端部用透明膠帶粘貼加固。 一些小零件如旋鈕、指示燈、水嘴、開關(guān)、電源線等，可以把實物裝在草模上增加真實感。上一頁下一頁返回2.1草模型 5.裝配組合 泡沫塑料草模的零件裝配除了用雙面膠帶粘接外，還可以用細棒，如竹簽交錯插入后連接。交叉而不是同向，是為了避免被裝配組合的零件在輕微力作用下就被拔松和脫落。 有的裝配組合是為了工藝需要，如接長某個零件，這樣的零件應(yīng)該在制作過程中就組合起來，最后配做修整。例如，制作細

55、而長的模型，需要使用從硬度較高但尺寸較小的泡沫包裝件上取料，因此必須將它們接起來。上一頁下一頁返回2.1草模型(五)制作實例 下面以某臺式飲水機的泡沫草模(如圖2-6所示)為例，介紹EPS泡沫塑料草模的制作過程。 圖2-7為該飲水機的整體設(shè)計效果圖。為了和企業(yè)開發(fā)部門溝通，設(shè)計師需要制作泡沫草模以評價設(shè)計的實際外觀感覺、體量、多位置使用便利性、工藝性等。最后做成的草模如圖2-6所示。 該草模形狀比較復雜，不能用簡單的方法直接一次加工成形。其結(jié)構(gòu)特點主要有兩個。上一頁下一頁返回2.1草模型 正面面板呈內(nèi)凹弧形，分別與頭部及接水盒成相貫造型，相貫線為弧面90無圓角相交。 頭部是曲線擬合體，圓弧過渡

56、到后背和機身圓角融合，兩側(cè)有疊加的曲面裝飾物。 因此，需要考慮將頭部、機身、接水盒、裝飾體拆分制作，其中的重點是按圖2-3的右圖方式分解整機，使正面面板凹形弧面順暢加工并獲得準確的90相貫。上一頁下一頁返回2.1草模型1.制作機頭 按機頭外觀尺寸備料。如果有足夠大小的泡沫塊料可以整體制作，但如果使用板料需要疊層粘合后加工的，應(yīng)該把上下交界的分型面作為粘合的分界面(如圖2-8所示)，這樣萬一加工失誤可只換一塊材料。 由于最后的成品是從分型面向上下兩面逐漸變小，因此每一層板料的粘合位置需要仔細計算，避免加工中銼削到雙面膠帶，或被化學乳合劑(如乙酸丁醋)溶解后凝固形成的硬化物。 粘接位置可以按坯料粘

57、疊的情況使用計算機確定。如圖2-9所示，將成型后的機頭計算機三維模型按泡沫板高度沿Z方向(高度方向)橫剖平切開，可獲得多個XY剖面輪廓，其原理和地圖等高線相似。上一頁下一頁返回2.1草模型可以看到，每層的邊緣就是該層坯料的樣板曲線。用打印機打出曲線后復制到紙板上，剪除線內(nèi)部分，即可獲得剖切面的外形樣板。 樣板既是輪廓成型制作的依據(jù)，也是粘合材料不露出輪廓的界線。這個道理同樣適用于其他需要粘合成型的坯料，例如機身。大塊的EPS材料很難買到，因此通常都用厚度適當?shù)陌辶习磮D2-2所示圍成坯件。 使用各高度的對應(yīng)剖面樣板可以準確控制機頭X、Y、Z三個方向的形狀，制作完畢的頭部如圖2-10所示。理論上講

58、，剖面樣板提取越多，控制精度也越高。但對草模而言，按板料厚度決定剖面數(shù)量已經(jīng)足夠了，因此不必太費功夫。 草模的后面暫時保持坯料平面，不要加工，如圖2-11所示，這是為了留在機頭裝配上后整體制作頭部與機身后面的圓角。這種“配做”的方法可以獲得令人滿意的“天衣無縫”整體效果。上一頁下一頁返回2.1草模型 2.制作機身 機身和機頭相交部分是該草模的制作關(guān)鍵。頭部和機身在正面是清晰的相貫結(jié)構(gòu)，但側(cè)面應(yīng)表現(xiàn)為一體。這意味著拆分為兩個零件后，機身的上端兩側(cè)會因此形成漸薄漸尖的邊緣。 如圖2-12所示，機身兩側(cè)有尖銳的平面，和機頭下側(cè)的弧形體在兩側(cè)相切，這里有個難點:因為EPS泡沫材料疏松脆弱，不可能承受應(yīng)

59、力集中尖銳的加工，發(fā)泡材料顆粒必然會被銼片或砂紙的切削力剝落，造成形狀不規(guī)貝的缺口甚至大片折斷。 為了克服EPS泡沫塑料在懸空狀態(tài)下無法精確磨削的困難并保持邊緣完整不砰，需要制作一個尺寸精準的臨時工藝過渡性支承輔助件，代替頭部參加機身的相貫成型加工，以獲得機身正確形狀。如圖2-13所示。 上一頁下一頁返回2.1草模型該輔助件為用完即棄的臨時工藝件，只需制作與機頭嵌入機身、與之相貫的曲面部分，前后兩端不必加工。注意機身坯塊左右兩側(cè)留有工藝余量。輔助件制作完畢后用雙面膠帶粘合到機身和機頭相貫的曲面上去。注意不能粘在兩側(cè)即將銼薄的位置，以免拆開時損傷尖銳處的完整形狀。 輔助件填充在機頭位置后，可以開

60、始加工機身。首先加工正面的圓弧凹面，用樣板在左右劃線的中間位置內(nèi)銼出輪廓，然后用砂紙綁在曲面的襯板上仔細磨光，不要留余量。這是因為機頭一旦粘上，上端加工空間被立即封閉，因此必須在此之前完全做好。上一頁下一頁返回2.1草模型從圖2-14上可以清楚地看到，機身兩側(cè)留有工藝余量，這是為保證磨削上端與機頭吻合的凹形時有足夠強度而預(yù)留的工藝尺寸。 在正面凹形加工完畢后，需要加工正面兩側(cè)的圓角，以及和圓角相切的機身左右兩側(cè)面。為了保證圓角方便、正確地加工，應(yīng)該首先將兩側(cè)面的工藝余量去除，銼到所需尺寸(此時左右尖銳形狀也制作成形)，然后再用圖2-14所示樣板控制做出圓角。3.制作底部 兩側(cè)圓角加工完畢后，機