3.最大限度地利用3D 產品數據的價值
2D 設計固有的一個問題是,在創建完最終代表一個產品的多層工程圖之后,這些數據對于諸如結構分析和下游制造過程等其他應用程序(包括工裝準備和數控(NC)編程)沒有任何實際價值。這些功能需要3D 數據,而這些3D 數據則必須從原始2D 工程圖生成。
從實體模型獲得價值的另一種方法是在設計仍為數字形態時對其進行分析和測試。如果能在計算機上測試產品設計,不僅會節省原型開發的成本,而且可以為工程師提供快速反復修改和優化設計的方法,而無需擔心由于時間延遲或原型開發成本而可能會打亂生產計劃和增加預算。
以往,為遵循產品計劃,設計人員通常只有既定的一段時間對設計進行改進,然后就必須將其移交到下一階段,這常常會導致“它已經夠好了”的態度,而這意味著它不會是真正優化的設計。但是如今實體建模工具與運行在價格適中且功能強大的PC 上的分析工具及模擬工具完全集成,工程師可以模擬模型、返回并更改CAD 模型,然后快速查看此次更改的效果。
模塊化是制造業的另一種趨勢,它也是得益于設計重用。
隨著消費者對于產品越來越挑剔,制造商已經采取開發系列產品作為應對,每種產品略有不同但各有其獨特之處吸引不同的用戶群體,其實它們仍然使用通用的零部件。這些模塊化的產品在大小、重量、尺寸或功能上可能有所不同。對于制造商來說,共享產品系列中通用模塊的產品對于設計和制造更為有效,更易于升級和維護,并可以重用產品數據,這些特點會降低新產品整個生命周期的成本。
使用2D 幾乎不可能有效地開發不同配置的產品、裝配體或產品系列,這是因為每個裝配體都必須從頭開始繪制。有些3D CAD 系統提供配置管理工具,允許用戶在單個文檔中創建產品的多個變型。用戶還可使用這些工具開發和管理具有不同尺寸、零部件、屬性和其他參數的零件和模型系列。
3D 產品數據的另一特點是這些數據可以向下游傳遞給產品文檔編制和裝配。盡管2D 工程圖可支持某些文檔編制需要,但是通常這些功能需要自定義的裝配體等軸測視圖、爆炸視圖和3D 圖形。通常,這需要在2D 系統中完成一些額外的工作以及特殊的技術插圖或3D 圖形軟件。使用3D 設計,可以輕松地從原始的實體模型中導出所有圖形、工程圖和裝配體爆炸插圖。
此外,有些3D CAD 系統提供了一些軟件組件,使工程師可以將他們的3D CAD 模型發布到交互式在線目錄。通過訪問這些在線零件目錄,客戶可以配置、查看制造商的3D 產品模型并將模型直接下載到他們的設計中。客戶可以輕松地將發布到交互式在線目錄中的3D零件合并到他們的產品中,而無需考慮他們所使用的是何種CAD 系統,從而最終提高銷售額、創造更多的銷售機會以及降低銷售支持成本。
4.萬能模型
一旦創建模型后,與產品設計有關的所有人均可訪問該產品數據。無論相關人員是需要模具、工程圖、草圖、夾具、NC 程序、BOM 還是需要用于銷售和市場營銷工作的渲染圖像,所有這些數據均包含在一個實體模型中,可以滿足整個企業的需要。
使用2D 設計,我們必須通過想象來解釋工程圖三視圖,并在頭腦中組合成產品的等軸測表示,這對于有經驗的工程師來說可能比較容易,但對于設計團隊中的非技術成員來說可能非常困難。對2D 工程圖的曲解可能導致丟失了工程師的原始設計意圖,因此造成代價不菲的延誤和返工。
相反,3D 模型則不需要進行解釋,這極大地簡化了與設計團隊的其他成員(機械師、銷售和市場營銷人員、物料資源計劃人員、工藝工程師和客戶以及供應鏈合作伙伴)之間有關設計意圖的交流。
通過在線共享3D CAD 數據,實體模型還能夠支持協同工程或并行工程,這樣參與工程的每個成員都可以同時進行迭代設計。實體建模系統還提供版本控制和內置的安全功能。因此,可以確保用戶在處理最新的版本并且只允許被授權的成員進行更改。
5.獲得更好的視圖
以下內容前面曾經提到過,但是需要再重復一遍:如果一幅圖片勝過千言萬語,那么一個3D 模型就可以抵得上千百張2D 工程圖。簡而言之,實體模型遠比表示相同設計的一組2D 靜態工程圖更易于解釋。由于在實體建模系統中隱藏線和質量特性可以自動刪除,因此工程師和非專業人員都可以很容易正確理解設計意圖。
使用產品零部件、子裝配體接觸面和工作封套的2D 工程圖,工程師無法完全確定裝配體零部件的套合、接觸和功能。因此,這些方面的問題一直到設計周期的后期創建物理原型時才會浮出水面,然而此時想解決這些問題,所付出的代價和時間就會非常驚人。通過在3D 中直觀顯示零件和裝配體,早在制造零件之前,工程師就可在設計過程的初期評估套合和公差問題。此功能通常稱為“虛擬成型”。
此外,用戶可以使用實體建模工具輕松地在設計周期的初期創建逼真渲染的產品模型。正是如此,市場人員可在新產品仍處于概念設計階段時
評估客戶的有關意見。
為了讓產品可視化效果更加完善,許多實體建模工具還提供動畫功能,以使產品數據活動起來(即使還沒有實際的產品),從而幫助進行銷售、市場營銷和客戶服務工作。
改進的產品可視化功能也很大程度上使設計審批變得輕松,極大提高了設計審批的速度,這是因為可以更好地與管理人員、市場人員、客戶和最終用戶溝通設計問題。
設計DOLPHIN 水下推進器時,DAKA DESIGNS LIMITED 采用了3D 實體建模設計系統,將其設計周期縮短50%,開發成本降低50%,加快模具和工具的開發過程,縮短產品上市時間。
6.危險: 前方有彎道
設計者常常需要為許多產品(從玩具到消費類電子產品)創建各類復雜而急劇變化的曲面,極力使其能夠在日益擁擠的貨架上脫穎而出。由于市場潮流趨向于符合人體工程學原理的產品,因而在創建完美貼近目標用戶需求的產品方面,設計人員面臨更多的壓力。使用傳統的2D 軟件幾乎不可能設計出這些復雜曲面和符合人體工程學原理的產品。
為了應對這些設計需求,許多實體建模軟件包為工程師和設計人員提供了一些工具,可用于創建曲線、混合、圓角,以及這些復雜形狀和曲面所需的其他復雜設計特征。此外,實體建模軟件包的用戶可以專用曲面建模軟件來創建具有極具風格和極為復雜的曲面,這些曲面可與他們的3DCAD 軟件完全集成。這些軟件包采用現有的實體模型作為創建曲面的基礎,因此用戶在使用新軟件時,無需從頭開始。
輕松設計大型復雜裝配體
使用2D 設計由數千個活動零件組成的大型復雜裝配體是一件繁瑣、費力、容易出錯和極慢的過程。僅僅是管理這些大型裝配體的眾多生產級工程圖就是一件艱巨的任務。
大多數3D 實體建模系統提供了有助于管理裝配體生產工程圖準確性和完整性的功能。對于裝配體設計的評估,許多建模工具提供的內置工具可執行干涉檢查和碰撞檢測,還允許多個設計人員協作設計裝配體。
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