手板模型對工業設計流程的重要性

手板模型對工業設計流程的重要性

研究表明，產品的生產成本80％是在設計階段決定的，設計階段是控制產品成本的重要環節?，F代工業的快速發展離不開現代工業設計手段的不斷進步，工業設計是企業提高競爭力的重要手段，在企業的產品研發流程中，工業設計始終起著總攬全局的重要作用。工業設計之初的決策是對產品的設計定位、成本控制、生產制造﹑質量檢測、宣傳展示、市場營銷以及回收處理等整個生命周期作的全盤考慮，影響深遠。在工業設計流程中，模型制作是重要的環節，從純手工模型制作到半機械化模型制作，再到現代CAM手板模型制作的進步，是現代制造技術進步的一個縮影，其中手板模型制作雖然是先進的輔助設計技術，但受到的重視還不夠。實踐證明，手板模型的制作不僅對產品設計決策起著十分重要的作用，更是產品信息保密及市場推廣的利器，不可小覷。下面從工業設計流程的不同階段談談手板模型制作的重要性。

一、設計優化

現代工業設計涵蓋的內容十分廣泛，小到回形針、圓珠筆，大到飛機，輪船，無不包含著現代工業設計的影子，但是如此眾多的產品，其設計方法并不相同。偏重于幾何圖形的機械零部件可以很好地通過計算機制圖直接設計，還可以通過計算機三維軟件的動力學法則進行一定程度的運動模擬實驗。對帶有曲面的一些產品，比如日用小家電產品，一方面可以通過計算機直接進行設計，另一方面也可以通過逆向工程技術進行三維測繪獲得三維造型數據，通過計算機的差值算法進行平滑修正，修正后形成的三維模型數據就可以直接通過計算機快速模型技術直接復制。對偏重于曲面造型變化的藝術品設計時，這一方法優勢更為明顯，因為藝術品的外觀造型側重人的直接美學感受，往往無規律可循，很難在其中找到規則的幾何元素，如果直接進行電腦三維繪圖，反而是事倍功半，即使建立起了模型，其后續修改性也很差，如果反其道而行之，首先由造型設計人員直接用油泥等材料塑造形體，然后通過三維掃描設備將模型參數化，得到原始模型的電腦數據后再進一步通過快速模型設備加以復制，就可極大地提高設計效率。

二、設計討論

在產品設計的過程中，討論十分重要，可視化是產品設計表達的重要環節，是設計討論的基石?？焖儆行У亟a品的模型，可以在相同的時間獲得更高的設計效率。在設計創意階段，使用更多的往往是基于圖紙的2D表現，然而到了中后期，設計的表現將更加具體，應該采用更為具體直觀的手板模型作為討論的對象。與平面的2D表現相比，手板模型有著無法替代的優勢。手板模型可以使產品的細節更加明確，產品的視覺感受更加直觀，設計團隊中每個人都能夠察看這些設計，在協調整個團隊的工作方面優勢明顯。

三、功能測試

手板模型的制作可以做一定的功能測試，可以模擬產品更終的形態，包括功能形態，曲面形態等，模型制作可以允許設計者在模型動態模擬，內部結構上獲得更為直觀的了解。如使用具有一定強度的材料，就可以制造出包含有內部結構的功能型手板模型，以檢驗產品的結構是否合理，壁厚是否符合要求，運動部件是否順暢等。也可以用手板模型作空氣動力學檢驗。如在汽車，高速列車或航天器等需要高速運動物體的設計方面，可以制作1:1的模型，將其放進風洞中，進行直觀的空氣動力學研究。

四、降低成本

一個花費1000元模型制作檢驗出來的設計缺陷，如果投入生產，投入市場，可能造成1000萬元的巨額損失，在很多時候，這一問題往往是致命的。設訐過程的穩步推進十分必要，所以在產品設計早期及時發現產品設計過程中的缺陷，及時修正，從而避免后續生產的問題十分重要，其中手板模型制作是我們可以利用的重要環節。通過手板模型的制作，能夠通過較小的成本獲得產品更終的形態、大小、結構、色彩或進行人機工程學測試，也能夠預知產品體積、質量等重要信息，這對產品的包裝成本﹑運輸成本以及生產制造消耗的原料成本都能有效控制。并由此估算出產品的銷售價格和銷售利潤。如果成本超出設計之初的設想，可以及時進行調整，直至達到成本既定的目標范圍。手板模型的制作是企業成本控制的有效手段。

五、產品保密

產品設計作為公司核心競爭力的重要部分，產品在設計階段是需要嚴格保密的，現代制造業分工越來越細化，設計外包的好處在于可以省去在企業內部建立一個獨立的設計機構所需要的成本，也降低了產品研發的風險，但是由此也帶來產品保密的難度，即便企業建立有自己的研發機構，如果模型階段仍然需要外部設計機構完成，仍然存在設計機密外泄的可能，所以現在大型制造企業內部一般都建立有自己的獨立研發機構，擁有自己的手板模型制作設備，使新產品的研發流程在企業設計團隊內部獨立完成，減少與外部服務機構的聯系，從而更大限度地保證設計的數據不被外泄，保護企業的設計秘密。

六、市場調查

展銷會中向潛在客戶展示平面的展板，或者是三維動畫演示等都不會有展示模型實物更具吸引力，仿真模型可以更直觀地表明產品的形態、色彩、大小、乃至結構、功能等信息。手板模型的制作是方便快捷的產品初期表現，可以把初期的不同方案做成模型，通過展覽或者讓客戶進行實際驗證的形式進行市場調查，也可以使用快速手板模型技術小批量翻制模型，把產品模型發送到不同的地區進行調查，獲得更具市場區分度的調查數據。手板模型技術能夠在批量生產之前預知產品消費者的實際心理效果及使用效果。

總體而言，隨著現代加工技術的進步，手板模型的制作技術越來越完善，手板制作的成本也在不斷下降，在此基礎上，應更加要重視手板模型在工業設計整個流程中的作用，使其積極因素充分得以發揮，提高設計效率，降低研發風險，使工業設計整體水平得到更大的提高。