论手板模型对工业设计流程的重要影响

陶静

通常生产成本的80％是在设计阶段决定的，设计阶段是控制产品成本的重要环节。现在企业的产品研发流程中，工业设计始终起着总揽全局的重要作用。工业设计之初的决策是对产品的设计定位、成本控制、生产制造、质量检测、宣传展示、市场营销以及回收处理等整个周期作全盘考虑，影响深远。

: Y7 v) w! }  M$ _& o6 O0 S+ m% E在工业设计流程中，快速模型制作是重要的环节，从纯手工模型制作到半机械化模型制作到现代CAM，手板模型制作的进步是现代制造技术进步的一个缩影，实践证明，手板模型的制作不仅对产品设计决策起着十分重要的作用，更是产品信息保密及市场推广的利器，不可小觑。下面从工业设计流程的不同阶段来看看手板模型制作的重要性。
  L% r& N5 B/ A　　一、设计优化
　　现代工业设计涵盖的内容十分广泛，小到回形针、圆珠笔，大到飞机，轮船，无不包含着现代工业设计的影子，但是如此众多的产品，其设计方法并不相同。偏重于几何图形的机械零郡件可以很好地通过计算机制图直接设计，还可以通过计算机三维软件的动力学法则进行一定程度的运动模拟实验。对带有曲面的一些产品，比如日用小家电产品，一方面可以通过计算机直接进行设计，另一方面也可以通过逆向工程技术（俗称抄数）进行三维测绘获得三维造型数据，通过计算机的差值算法进行平滑修正，修正后形成的三维模型数据就可以用于手板模型制作。对偏重于曲面造型变化的艺术品设计时，这一方法优势更为明显，因为艺术品的外观造型侧重人的直接美学感受，往往无规律可循，很难在其中找到规则的几何元素，如果直接进行电脑三维绘图，反而是事倍功半，即使建立起了模型，其后续修改性也很差，如果反其道而行之，首先由造型设计人员直接用油泥等材料塑造形体，然后通过三维扫描设备将模型参数化，得到原始模型的电脑数据后再进一步通过手板快速模型设备加以制作加工，就可极大地提高设计效率。
　　二、设计讨论
! J- `+ B6 s" k　　在产品设计的过程中，讨论十分重要，可视化是产品设计表达的重要环节，是设计讨论的基石。快速有效地建立产品的模型，可以在相同的时间获得更高的设计效率。在设计创意阶段，使用最多的往往是基于图纸的2D表现，然而到了中后期，设计的表现将更加具体，应该采用更为具体直观的手板模型作为讨论的对象。与平面的2D表现相比，手板模型有着无法替代的优势。手板模型可以使产品的细节更加明确，产品的视觉感受更加直观，设计团队中每个人都能够察看这些设计，在协调整个团队的工作方面优势明显。
9 Z& }; _# d  s4 |7 t" i; s　　三、功能测试
4 M: K: d. E! L- B8 x  u# H　　手板模型的制作可以做一定的功能测试，可以模拟产品最终的形态，包括功能形态，曲面形态等，使用具有一定强度的材料（如ABS，PC等），就可以制造出包含有内部结构的功能型手板模型，以检验产品的结构是否合理，壁厚是否符合要求，运动部件是否顺畅等。也可以用手板模型作空气动力学检验。如在汽车、高速列车或航天器等需要高速运动物体的设计方面，可以制作1：1的模型，将其放进风洞中，进行直观的空气动力学研究。
8 ^& x9 a* l7 w6 W0 U8 a" Q+ s　　四、降低成本
　　一个花费1000元模型制作检验出来的设计缺陷，如果投人生产，投入市场，可能造成1000万元的巨额损失，在很多时候，这一问题往往是致命的。设计过程的稳步推进十分必要，所以在产品设计早期及时发现产品设计过程中的缺陷，及时修正，从而避免后续生产的问题十分重要，其中模型制作是我们可以利用的重要环节。通过手板模型的制作，能够通过较小的成本获得产品最终的形态、大小、结构或色彩测试，也能够预知产品体积、质量等重要信息，这对产品的包装成本、运输成本以及生产制造消耗的原料成本都能有效控制。并由此估算出产品的销售价格和销售利润。如果成本超出设计之初的设想，可以及时进行调整，直至达到成本既定的目标范围。手板模型的制作是企业成本控制的有效手段。
　　五、产品保密
　　产品设计作为公司核心竞争力的重要部分，产品在设计阶段是需要严格保密的，现代制造业分工越来越细化，设计外包的好处在于可以省去在企业内部建立一个独立的设计机构所需要的成本，也降低了产品研发的风险，但是由此也带来产品保密的难度，即便企业建立有自己的研发机构，如果模型阶段仍然需要外部设计机构完成，仍然存在设计机密外泄的可能，所以现在大型制造企业内部一般都建立有自己的独立研发机构，拥有自己的手板模型制作设备，使新产品的研发流程在企业设计团队内部独立完成，减少与外部服务机构的联系，从而最大限度地保证设计的数据不被外泄，保护企业的设计秘密。
　　凯奥手板厂从1995年创建至今，已经有17年的公司历程，在保密上面绝对可以放心，对于机密的数据我们都要求客户签订保密协议，以方便我们后续的合作。
　　六、市场调查
. w  G* G' q3 [- W/ `7 m' l3 x/ p　　展销会中向潜在客户展示平面的展板，或者是三维动画演示等都不会有手板模型实物更具吸引力，仿真模型可以最直观地表明产品的形态、色彩、大小、乃至结构、功能等信息。手板模型的制作是方便快捷的产品初期表现，可以把初期的不同方案做成模型，通过展览或者让最终客户进行实际验证的形式进行市场调查，也可以使用快速模型技术小批量翻制模型，把产品模型发送到不同的地区进行调查，获得更具市场区分度的调查数据。手板模型技术能够在批量生产之前预知产品最终消费者的实际心理效果及使用效果。
　　总体而言，随着现代加工技术的进步，手板模型的制作技术越来越完善，凯奥公司目前有四大主流的加工方式：CNC加工、SLA激光快速成型、真空复模、RIM低压灌注。
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