油泥模型逆向工程設計研究

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一、油泥模型制作在逆向設計程序中的重要作用

逆向設計程序有三個基本步驟。一是概念設計，由設計師繪制效果圖。二是模型階段。效果圖只是設計的初步概念，必須根據效果圖制作油泥模型來反復驗證設計的可行性。三是基于模型的數據采集與重構階段。這一階段通過采集油泥模型上的數據，進行數據重構來制作樣機，最后用樣機測試設計成果。從以上逆向設計程序不難看出，構建油泥模型銜接了創意設計與數據建構環節。油泥模型是根據設計圖完成的，又是下一步工作數據采集與重構的基礎。此階段牽涉到產品設計實物化的造型、結構與功能表達，決定了產品實物化的效果。

二、油泥模型的制作程序

油泥模型是逆向設計中的關鍵環節。下面以重慶比陽產品設計公司的實際項目KB904小型發電機設計的油泥模型制作程序為例，分析逆向設計中油泥模型的具體應用，進而優化產品設計。(一)準備工作。1.搭建模型平臺。逆向工程中油泥模型制作的第一步是搭建一個模型平臺。此階段，設計師必須全程參與，以確保模型能反映出設計想法。設計師需要制作1:1準確尺寸的網格圖作為模型制作的形態參考。同時，工程師需要進行結構及位置驗證，以確保零件之間不會發生干涉，確保產品內部的尺寸和結構件的位置，使產品結構能順利實現。在該項目中，KB904機芯系統的尺寸、框架為基本固定，可以用原有機芯加代木等填充材料搭建模型平臺。2.工具準備與烘烤油泥。油泥模型制作常用的工具有刮刀、刮片、測量儀器等。油泥需要烘烤變軟后才能開始制作。軟化油泥一般是將油泥放在烤箱里均勻加熱到60℃左右，使之到達合適的軟度便可使用。(二)確定模型外形——填敷與刮制成型。1.填敷油泥確定外輪廓。準備工作做好后，就可以在初胚上開始填敷油泥了。此階段需要模型師與設計師溝通，主要探討模型的形態表達是否符合設計師的形態訴求。填敷的具體過程是一層接一層地貼泥。在填敷時，第一層油泥不要敷得太厚，以免敷得不緊湊而脫落。為了更好地敷填，可以在填充材料上用刀具掏些小孔，然后按照面的關系用推壓的方式上泥。這樣有利于擠出油泥里的空氣。填敷油泥的主要方法是用大拇指和手掌緣向前推進填敷，每次可敷2～5mm厚。填敷到大形與設計圖基本差不多時，根據1:1的網格圖用手將多余形態處的油泥摳掉，形態不足的填敷，直到基本達到較理想位置。初步成形階段主要確定的是外輪廓的最高高度，不追求形態的細節變化。2.油泥模型粗刮。模型初步成形后，模型師要根據1:1的效果圖把大體的形態用刮制的方式找出來，使形態更加準確。此階段追求形態的細節變化準確，主要有粗刮與精刮的過程。在刮制的過程中，按照先大面、后局部的步驟進行，從確定了的基本部位開始造型，細節在整體成形基本完成后制作。粗刮油泥，根據模板或圖紙，去掉凸出的多余部分，將凹陷的地方填補起來，塑造模型的基準面以確定大形。在粗刮油泥的過程中，模型師頭腦中要始終保持完整的形狀，需要多次測量圖紙，直到刮出基本形狀，就可以開始精刮了。3.精刮完成圖紙的實物化。精刮階段除了要確定形態的準確外，還應使模型表面光滑。此階段一定要多次對比圖紙，分析特征線、參考點，以確定準確的形態。在制作時，模型師還可以用1:1的網格圖紙配合測量工具隨時檢測外形的準確性。此階段基本上是用膠條配合各式刮刀進行刮切，使模型形態與設計圖紙一致。最后，模型師要用薄刮片修整模型，使其表面光滑。刮除的油泥冷卻后很快就會硬化。這些使用過的油泥也可以回收后再反復使用。經過精刮后，油泥模型就完成了最初設計圖紙的實物化表現。(三)形態的修改與驗證。油泥模型制作完成后，需要進行形態驗證。此階段，模型師、設計師、結構師需要共同到場，反復溝通，驗證設計的可行性。模型師主要與設計師、結構師一起評審設計中結構、功能需要完善與修改的地方。需要確定的內容有外觀造型的分模與脫模情況，結構、加工的可實現性等問題。經過多次評審驗證后，油泥模型需要根據評審驗證要求進行修改與調節，直至甲方確認。在本案的油泥模型制作中，操作面板、拉環位置以及頂部油箱蓋等經過了多次修改，一些局部造型也和原效果圖設計方案產生了一定的變化，才達到最終的油泥模型狀態。

三、結論

油泥模型制作環節是逆向程序中對設計創意概念進行實物化體現的第一步，是產品開發中產品實物化的檢驗探索階段，也是設計師與工程師溝通的橋梁。逆向工程在油泥模型制作過程中對產品的形態、結構、功能的不斷推敲與修改，是使最終形成產品更加完善的重要因素。設計師和工程師在此階段能有效地解決設計和制造之間的矛盾。因為造型設計與工程設計在設計思維上存在較大差別[2]，所以，對油泥模型制作的意義與程序進行分析、研究是非常有必要的。對油泥模型制作的剖析能使之更符合產品開發的目的，為產品設計服務。

參考文獻：

[1]丁松陽.軟件逆向工程技術與應用[M].北京:經濟管理出版社,2013.

[2]王貞,趙江洪.基于可信性的汽車造型設計方法研究[J].包裝工程,2014,35(8):30-34.

作者:黃詩鴻 單位:重慶工業職業技術學院