徐逸行
传统的机械设计一般采用“自下而上”的经典设计思路,先设计好每一个部件的大小、形状、尺寸,再进行装配。而在实际制作产品时,往往会有各个部件形状及尺寸上的相互干涉。
于是我国在2000年之后广泛引入了二维CAD制图,在局部范围内采用更为先进的“自上而下”的设计思路。
这种思路的优点在于,可以先把控全局尺寸,再根据主要部件尺寸决定剩余部件尺寸大小,让设计时部件成为可浮动零件,随大局变化。
在10年的使用之后,随着技术层面不断提高,二维建模软件逐渐无法适应更高精度的产品设计。其一,二维建模软件在设计时只能观察一个平面,如果要观察更多平面,就需要画出更多的侧视图及俯视图,每一次作图都是设计者时间上的浪费,如果产品的形状不规则,结构属于异形,作图时间更长,难度更大。其二,由于二维建模是在二维平面上进行设计,而真实的产品是三维物件,就必然有设计局限性。例如空间关系上成一定角度的装配,都成为二维建模的难点。
2014年四川三建锦城建筑机械技术科在华西集团“大力鼓励施工技术革新,不断提高施工技术水平”方针的号召下,积极探索新方法、新模式,大量吸收国外先进技术,并重点向法国Manitowoc旗下Potain起重机公司学习,率先引进行业先进三维建模技术,投入设计使用。
三维建模技术继承了二维建模软件“自上而下”设计的所有优势,直接解决了观察面少,空间关系不好观察的难点。由于是在三维空间上进行设计,设计出的产品就是真实的尺寸大小,装配关系立竿见影,干涉及尺寸问题可由计算机直接得出,以任意角度进行产品观测成为可能,一次设计成型就能解决所有观察面的问题,比起二维建模更加直观也更省时。
现场常见的装配有难度,尺寸误差大,设计不合理的地方不用再等车间下料,工人进行实际生产之后才能发现,因为三维建模本身就是真实尺寸,技术人员问题的源头上就能率先发现,并调整设计。
三维建模技术在计算机上设计出的产品就像是一幅精确的清明上河图,其中的每一个细节都没有遮挡,完全呈现在设计者面前,并且依据各材料参数,可进行有限元分析,仿真模拟,得到产品静载荷变形,屈服极限强度,流体分析等数据,而以上都只是三维建模技术的冰山一角,真正完全运用的是航空航天领域,锦城建机初步引进这项技术,对于以后的产品开发十分有利。
3D新技术为锦城建机的产品设计插上了翅膀,对产品构设计的优化不仅能达到省时、省工、省材料的基础作用,还能避免工人不必要的拓荒型、实验性质的劳动,提前纵观全局,大量节约产品开发成本,加速产品开发的进程。在技术上更好的与国际接轨,也方便于向外界展示我公司的科技成果。
点评:三维建模软件的运用,解决了传统及当前二维设计存在的诸多问题,为产品创新与改进开辟了一条新的道路,既缩短了设计时间,也节约了用工成本,增加了企业在市场上的核心技术竞争力。