淺析solidworks在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

摘要：概述SolidWorks三維軟件在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)以及劣勢(shì)補(bǔ)充措施，概述在設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用。該軟件本身使用范圍廣泛，發(fā)展成熟，并且有一定的未來(lái)潛力。作為一種容易上手的工程類三維建模軟件，在教學(xué)上可以有更廣泛的應(yīng)用。該軟件的建模流程有利于提升學(xué)生的造型能力，并且通過(guò)這款軟件也能對(duì)材料與工藝有一個(gè)初步的了解。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品造型設(shè)計(jì);Solidworks;計(jì)算機(jī)輔助造型設(shè)計(jì)

一、對(duì)造型能力的提升

基礎(chǔ)的產(chǎn)品造型多為各種基礎(chǔ)幾何形體，再經(jīng)過(guò)聚合、疊加、拼接、分割、切削、漸變、扭曲等基本的產(chǎn)品造型方法，設(shè)計(jì)出造型符合大眾審美的標(biāo)準(zhǔn)。而Solidworks，可以很好地實(shí)踐產(chǎn)品的幾何基礎(chǔ)造型法。

產(chǎn)品造型的目的是為了產(chǎn)品的功能與審美融合一致，因此一位合格的設(shè)計(jì)師應(yīng)該注重在造型方面的完美與創(chuàng)新。Solidworks的主要模塊_零件，能夠創(chuàng)建簡(jiǎn)單的產(chǎn)品零件，然后在裝配體中完成組裝。在零件中創(chuàng)建特征前需要對(duì)草圖進(jìn)行繪制，然后通過(guò)拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣等基礎(chǔ)特征生成實(shí)體。通過(guò)這些基礎(chǔ)特征可以對(duì)簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)幾何造型進(jìn)行切割、組合等方式產(chǎn)生新的形態(tài)。

用課堂所授的綜合練習(xí)二來(lái)分析：設(shè)計(jì)師Do Hyeung Kim設(shè)計(jì)的熨斗，產(chǎn)品整體都是以不同的幾何造型組合在一起，分別用到了拉伸凸臺(tái)、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣來(lái)制作基本形態(tài)，再經(jīng)由拉伸切除、旋轉(zhuǎn)切除、倒角來(lái)對(duì)整體的造型進(jìn)行詳細(xì)劃分。

從包豪斯時(shí)期開始，幾何形態(tài)造型就是設(shè)計(jì)師必須掌握的造型方法。在快節(jié)奏的生活狀態(tài)下，現(xiàn)代人更追求簡(jiǎn)單的產(chǎn)品造型，并更加的推崇極簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。幾何形態(tài)因?yàn)樗暮?jiǎn)潔明了的外形更好適應(yīng)工業(yè)大批量生產(chǎn)，得到了設(shè)計(jì)師和后期生產(chǎn)工廠的一致青睞。如何利用好幾何美學(xué)就成為了設(shè)計(jì)師地必修課。

二、通過(guò)Solidworks對(duì)材料和工藝初步了解

Solidworks是工程軟件，其融入了一些后期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理念，讓學(xué)生可以在校期間初步了解一些工藝，教師在教授過(guò)程中講授案例時(shí)也可以介紹相關(guān)概念。這個(gè)過(guò)程是十分必要的，如果只注重理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，而無(wú)法理解實(shí)際的產(chǎn)品，達(dá)不到學(xué)以致用的目的。

Solidworks分為三大模塊：零件、裝配體、工程圖。這三者之間相輔相成，學(xué)生通過(guò)在裝配體圖里拼接設(shè)計(jì)好零件，模擬產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解的概念。舉例，以拔模這個(gè)操作來(lái)說(shuō)，一般的塑料件都會(huì)涉及到脫模，部分塑料在冷凝后會(huì)發(fā)生收縮現(xiàn)象，如果沒(méi)有脫模角度的話會(huì)緊緊地包覆在模具內(nèi)，無(wú)法分開[1]。外觀設(shè)計(jì)師不直接參與流水線生產(chǎn)，但是不了解工藝的設(shè)計(jì)師也很難設(shè)計(jì)出美觀并且合理的產(chǎn)品。在非工程建模軟件中，拔模等涉及到生產(chǎn)的操作一般不出現(xiàn)在一級(jí)界面里，有些同學(xué)進(jìn)入到公司后才了解到有此類操作。

Solidworks在常用特征凸臺(tái)拉伸的屬性管理器中非常顯眼的位置上就留有拔模開關(guān)，直接輸入角度選擇方向就可以完成拔模命令。

三、Solidworks自由形態(tài)的缺點(diǎn)及解決辦法

基于CAD系統(tǒng)開發(fā)的工程建模軟件由于種種限制，在曲面建模上不及犀牛（Rhino）等NURBS建模軟件，NURBS能用網(wǎng)格的建模方式更好的控制物體表面的曲線度，從而完成一些自由度高的建模需求，比如仿生形態(tài)或自由藝術(shù)形態(tài)。威力曲面插件（PowerSurfacing RE for Solidworks）是一款專為Solidworks用戶打造的曲面建模工具，該插件的推出從根本上改變了工程師和設(shè)計(jì)師使用Solidworks在產(chǎn)品造型設(shè)中設(shè)計(jì)零部件的方式[2]，可以讓工程師設(shè)計(jì)各類復(fù)雜的曲面更加簡(jiǎn)單，并且提供了豐富的實(shí)用的建模工具、功能模型以及拖拽編輯器供使用者選擇。這個(gè)插件很好的融入了SW的界面中，而且能處理Sub-D模型。

四、結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際教學(xué)的60課時(shí)內(nèi)，學(xué)生用30課時(shí)就可以掌握基本的建模操作。在學(xué)生有自主建模能力之后，通過(guò)實(shí)際操作不斷提高對(duì)空間中的三維模型的想象能力。在講授的過(guò)程中，教師用最新的優(yōu)秀產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)作教學(xué)案例，在對(duì)建模的教學(xué)基礎(chǔ)上引入造型設(shè)計(jì)和材料與工藝的話題，全方位立體化的充實(shí)學(xué)生的眼界，補(bǔ)充相關(guān)的理論知識(shí)。通過(guò)這些數(shù)據(jù)知識(shí)的補(bǔ)充，可以加深學(xué)生對(duì)一些概念化詞語(yǔ)的理解，提高了學(xué)生對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的興趣，同時(shí)也能將老師的知識(shí)進(jìn)行最大程度的傳播。

當(dāng)我們身處這個(gè)多元化發(fā)展的時(shí)代，學(xué)生的求知欲也會(huì)隨之被更深喚起，為了教建模而教建模的這種單一的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足當(dāng)代教學(xué)所需，應(yīng)用Solidworks軟件，并借此深入不同課程的融合，已成定論。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁溫.塑料注塑成型及其模具的運(yùn)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（11）：164-165.

[2]Angelos Mantzaflaris. On numerical integration inisogeometric subdivison methods for PEDs onsurfaces[J].Computer Methods in Applied Mechanics"and Engineering.2016，302：131-146.

作者簡(jiǎn)介：許樂(lè)蕓，北京城市學(xué)院。