3.最大限度地利用3D 产品数据的价值
2D 设计固有的一个问题是,在创建完最终代表一个产品的多层工程图之后,这些数据对于诸如结构分析和下游制造过程等其他应用程序(包括工装准备和数控(NC)编程)没有任何实际价值。这些功能需要3D 数据,而这些3D 数据则必须从原始2D 工程图生成。
从实体模型获得价值的另一种方法是在设计仍为数字形态时对其进行分析和测试。如果能在计算机上测试产品设计,不仅会节省原型开发的成本,而且可以为工程师提供快速反复修改和优化设计的方法,而无需担心由于时间延迟或原型开发成本而可能会打乱生产计划和增加预算。
以往,为遵循产品计划,设计人员通常只有既定的一段时间对设计进行改进,然后就必须将其移交到下一阶段,这常常会导致“它已经够好了”的态度,而这意味着它不会是真正优化的设计。但是如今实体建模工具与运行在价格适中且功能强大的PC 上的分析工具及模拟工具完全集成,工程师可以模拟模型、返回并更改CAD 模型,然后快速查看此次更改的效果。
模块化是制造业的另一种趋势,它也是得益于设计重用。
随着消费者对于产品越来越挑剔,制造商已经采取开发系列产品作为应对,每种产品略有不同但各有其独特之处吸引不同的用户群体,其实它们仍然使用通用的零部件。这些模块化的产品在大小、重量、尺寸或功能上可能有所不同。对于制造商来说,共享产品系列中通用模块的产品对于设计和制造更为有效,更易于升级和维护,并可以重用产品数据,这些特点会降低新产品整个生命周期的成本。
使用2D 几乎不可能有效地开发不同配置的产品、装配体或产品系列,这是因为每个装配体都必须从头开始绘制。有些3D CAD 系统提供配置管理工具,允许用户在单个文档中创建产品的多个变型。用户还可使用这些工具开发和管理具有不同尺寸、零部件、属性和其他参数的零件和模型系列。
3D 产品数据的另一特点是这些数据可以向下游传递给产品文档编制和装配。尽管2D 工程图可支持某些文档编制需要,但是通常这些功能需要自定义的装配体等轴测视图、爆炸视图和3D 图形。通常,这需要在2D 系统中完成一些额外的工作以及特殊的技术插图或3D 图形软件。使用3D 设计,可以轻松地从原始的实体模型中导出所有图形、工程图和装配体爆炸插图。
此外,有些3D CAD 系统提供了一些软件组件,使工程师可以将他们的3D CAD 模型发布到交互式在线目录。通过访问这些在线零件目录,客户可以配置、查看制造商的3D 产品模型并将模型直接下载到他们的设计中。客户可以轻松地将发布到交互式在线目录中的3D零件合并到他们的产品中,而无需考虑他们所使用的是何种CAD 系统,从而最终提高销售额、创造更多的销售机会以及降低销售支持成本。
4.万能模型
一旦创建模型后,与产品设计有关的所有人均可访问该产品数据。无论相关人员是需要模具、工程图、草图、夹具、NC 程序、BOM 还是需要用于销售和市场营销工作的渲染图像,所有这些数据均包含在一个实体模型中,可以满足整个企业的需要。
使用2D 设计,我们必须通过想象来解释工程图三视图,并在头脑中组合成产品的等轴测表示,这对于有经验的工程师来说可能比较容易,但对于设计团队中的非技术成员来说可能非常困难。对2D 工程图的曲解可能导致丢失了工程师的原始设计意图,因此造成代价不菲的延误和返工。
相反,3D 模型则不需要进行解释,这极大地简化了与设计团队的其他成员(机械师、销售和市场营销人员、物料资源计划人员、工艺工程师和客户以及供应链合作伙伴)之间有关设计意图的交流。
通过在线共享3D CAD 数据,实体模型还能够支持协同工程或并行工程,这样参与工程的每个成员都可以同时进行迭代设计。实体建模系统还提供版本控制和内置的安全功能。因此,可以确保用户在处理最新的版本并且只允许被授权的成员进行更改。
5.获得更好的视图
以下内容前面曾经提到过,但是需要再重复一遍:如果一幅图片胜过千言万语,那么一个3D 模型就可以抵得上千百张2D 工程图。简而言之,实体模型远比表示相同设计的一组2D 静态工程图更易于解释。由于在实体建模系统中隐藏线和质量特性可以自动删除,因此工程师和非专业人员都可以很容易正确理解设计意图。
使用产品零部件、子装配体接触面和工作封套的2D 工程图,工程师无法完全确定装配体零部件的套合、接触和功能。因此,这些方面的问题一直到设计周期的后期创建物理原型时才会浮出水面,然而此时想解决这些问题,所付出的代价和时间就会非常惊人。通过在3D 中直观显示零件和装配体,早在制造零件之前,工程师就可在设计过程的初期评估套合和公差问题。此功能通常称为“虚拟成型”。
此外,用户可以使用实体建模工具轻松地在设计周期的初期创建逼真渲染的产品模型。正是如此,市场人员可在新产品仍处于概念设计阶段时
评估客户的有关意见。
为了让产品可视化效果更加完善,许多实体建模工具还提供动画功能,以使产品数据活动起来(即使还没有实际的产品),从而帮助进行销售、市场营销和客户服务工作。
改进的产品可视化功能也很大程度上使设计审批变得轻松,极大提高了设计审批的速度,这是因为可以更好地与管理人员、市场人员、客户和最终用户沟通设计问题。
设计DOLPHIN 水下推进器时,DAKA DESIGNS LIMITED 采用了3D 实体建模设计系统,将其设计周期缩短50%,开发成本降低50%,加快模具和工具的开发过程,缩短产品上市时间。
6.危险: 前方有弯道
设计者常常需要为许多产品(从玩具到消费类电子产品)创建各类复杂而急剧变化的曲面,极力使其能够在日益拥挤的货架上脱颖而出。由于市场潮流趋向于符合人体工程学原理的产品,因而在创建完美贴近目标用户需求的产品方面,设计人员面临更多的压力。使用传统的2D 软件几乎不可能设计出这些复杂曲面和符合人体工程学原理的产品。
为了应对这些设计需求,许多实体建模软件包为工程师和设计人员提供了一些工具,可用于创建曲线、混合、圆角,以及这些复杂形状和曲面所需的其他复杂设计特征。此外,实体建模软件包的用户可以专用曲面建模软件来创建具有极具风格和极为复杂的曲面,这些曲面可与他们的3DCAD 软件完全集成。这些软件包采用现有的实体模型作为创建曲面的基础,因此用户在使用新软件时,无需从头开始。
轻松设计大型复杂装配体
使用2D 设计由数千个活动零件组成的大型复杂装配体是一件繁琐、费力、容易出错和极慢的过程。仅仅是管理这些大型装配体的众多生产级工程图就是一件艰巨的任务。
大多数3D 实体建模系统提供了有助于管理装配体生产工程图准确性和完整性的功能。对于装配体设计的评估,许多建模工具提供的内置工具可执行干涉检查和碰撞检测,还允许多个设计人员协作设计装配体。
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