二维CAD和三维CAD的特点

蓉容

随着CAD基础理论和应用技术的不断发展，对CAD系统的功能要求也越来越高。设计人员不再仅仅满足于借助CAD系统来达到“甩图版”的目的，而是希望 CAD系统能从本质上减轻大量简单繁琐的工作量，使他们能集中精力于那些富有创造性的高层次思维活动。由于三维CAD系统具有可视化程度高、形象直观、设计效率高，以及能为企业数字化的各类应用环节提供完整的设计、工艺和制造信息等优势，目前正在逐步取代传统的纯二维CAD系统。
   
% l, }' P+ n7 v  P8 X) I) q　　以二维形式表达的工程图是工程技术人员反映其设计思想的语言，工程图中还包含着一些行业约定和简化；同时，由于它通过选择最合理的投影面、剖切位置和剖切方式来表达零件的几何和加工信息，因而具有简单、完整和准确等特点。这种以投影原理为基础的工程图能够表达的零件的复杂性几乎是无限的，人类近二百年来的实践充分证明了工程图表征零件的合理性。此外，也由于经济实力、技术水平和工作习惯等方面的原因，二维图纸不会在短期内全部消亡。
   
　　以下是对二维CAD系统和三维CAD系统的分析比较：
   
, I8 B% y- Z" n0 |1 Z0 l( T　　（1）三维CAD系统的核心是产品的三维模型。它所表达的几何体信息越来越完整和准确，能解决“设计”的范围越广。产品的三维模型可以直接通过投影生成二维工程图；三维CAD系统的模型包含了更多的实际结构特征，通过赋予零部件一定的物理属性，就可以进行产品结构分析和各种物性计算，并为后续设计制造模块（如数控加工等）应用，使用户在采用三维CAD造型工具进行产品结构设计时，就能反映实际产品的构造或加工制造过程，成为实现 CAD/CAE/CAPP/CAM集成的基础。
   
　　（2）三维CAD系统具有更高级的造型工具，能够构造各种复杂的产品形状，支持产品的装配设计，实现“自顶向底”和“自底向顶”等设计方法；三维CAD系统采用的三维特征和参数化功能还可以更加准确地表达设计者的设计意图，使设计过程更加符合设计者的设计习惯和思维方式。
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6 S% H$ Q; N) p/ @' A　　（3）三维造型系统能方便地与CAE系统集成，支持结构分析的前后处理和设计仿真等复杂设计过程，方便地与工艺和辅助制造系统集成，能提供数控加工所需的信息，如NC代码，实现CAD/CAE/CAPP/CAM的集成。
   
% G  ]/ m% u: `' G# f  |: w　　（4）三维CAD系统价格相对较贵；需要巨大的信息存储空间，对硬件的要求较高；对用户的知识和操作技巧要求较高，掌握起来比较困难。
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# d# X% ]( g9 [+ I　　可见，三维CAD系统有其自身巨大的优越性，随着计算机软硬件系统的发展，性能价格比的不断提高，这种优越性会越来越明显。但三维CAD系统并不能简单地取代二维CAD系统，两者可以互相配合、相得益彰。