淺談機械設計中三維動畫創作與應用

【摘?要】現階段三維動畫在機械設計的應用上己經得到了很大的成效，越來越多的機械設計人局己經開始更加廣泛的使用三維動畫技術作為設計中的核心技術，所以在這項技術的未來發展中。相關的技術人員還應該對其進行進一步的完善和優化，才能夠讓這項技術更加推進機械制造業的發展。基于此，本文將看重分析探討三維動畫在機械設計中的創作與應用，以期能為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。

【關鍵詞】機械設計制造;三維動畫;創作;應用

1機械設計中三維動畫創作與應用的優勢

談起機械設計，人們印象中最熟悉的應該就是手工機械繪圖了。沒錯，在三維動畫設計軟件還未崛起的時候大部分都是使用這樣的方法，然而隨著三維設計軟件的快速發展和普及，這種現象已經非常少見了。手工機械繪圖具有很大的局限性，有時候會耗費大量的人力物力和財力，并且制作和修改都較為困難。然而，運用三維動畫軟件將會變得更高效，設計師將不會受外界條件干擾，只需要一臺計算機和一個三維軟件即可，而且使用三維動畫比手工繪圖更加直觀，它可以將局部放大，從而觀察細節，并且發現錯課后可以及時在現有模擬的圖紙上進行改正，同時也便于創新。這樣不但節省了人力和物力，更重要的是還節省了資源。所有參與設計人員可以在網絡上進行同步交流，而不用對著圖紙面談，這對于機械行業的發展是具有跨時代意義的。

2機械設計中三維動畫創作應用

2.1裝配圖和零件的建模

利用三維CAD技術進行機械的設計工作是十分高效的，可以對機械設計工作進行比較全面性的輔助，尤其是在設計中的裝配圖和零件的模型建造上被更加深刻的利用，也得到了非常好的設計效果，所以具有很強的實際意義。設計人員在講行具體的操作過程中，會講行機械設計的線框、表面和實體的建模工作。與此同時，在設計的過程中還要對不同類型和樣式的零件進行設計，通過三維CAD技術的應用軟件將它們加入到整體的設計模型當中，設計人員還可以利用并、交和差等布爾運算的方式加入到其中進行計算。在對比較復雜的零件進行改造的時候，由于零件拆分的過程非常困難，所以三維實體的模型就能夠有效的對零件進行合理的拆分，從而形成新的零件基本體，在裝配圖和零件的設計完成之后，機械的整體模型建構也就基本完成了。

2.2機械零部件的設計

三維CAD技術不僅能夠為機械設計中的裝配圖和零件進行設計，也能夠對機械產品中的零部件進行設計。利用三維CAD技術的應用軟件，可以進行機械設計的整體模型構建，還能夠通過動畫播放的形式，讓機械模型更加立體的全面的呈現在設計人員的面前，所以通過這種形式，設計人員就可以利用軟件進行零部件的設計。

2.3三維實體建模分析

三維實體建模的過程，就是設計人員在計算機上進行產品制造、性能測試的過程。三三維實體構思的過程中，設計人員需要使用計算機三維實體建模的方法，對產品的有限元進行深入分析。在分析的過程中，技術人員需要將機械中的零部件進行拆分，對比其設計尺寸與三維實體工藝編程之間的區別，最終調試出最佳的零部件組合方法。產品設計上在現代化的機械創新設計的應用過程中，設計師運用多種機械設計和制作手段方面的創新，綠色理念指導下的機械設計工作，需要設計人員從全局性的設計思維出發，最終落實到大型機械制造的局部。大型機械的生產的過程中，很容易出現由于部分零件損害，導致了整個機械生產活動出現問題的情況。對于同一行業的不同品牌機械產品設計，相關部門一定要做好零配件產品的型號參數設計統一性設計。以三維鋼架結構快速建模系統與生產為例，技術人員應該根據本公司的試驗臺設計參數為要求，確定初期的設計方案，對于機械產品中的零部件表達方法和數據規模進行整合分析。確定了最終的設計方案和模塊導入框架之后，技術人員需要依據同類型的建模零件實體、以及機械相關知識和相關資料進行工藝特征設定。在三維裝備體建模及其干涉檢查的過程中，對具體的物理參數設計工程進行計算和分析，保證輸出部分的設計文件和圖紙三維轉化誤差降低至最低水平。

2.4方案形成時的應用

當機械設計方案基礎零部件就緒狀態下，對這些基礎零部件實施加工、重組，并采取有效的排列組合，便可得到一套較為完整的機械設計方案。對于三維CAD技術來說，其自身擁有編輯功能，因此設計人員在設計時，可依據設計原來方案，做到對一個個單獨部件的排列組合。若是零部件太多繁雜，則設計人員必須采用該技術中的旋轉方式來得到和排列組合相對應的新部件，從而高效、高質量的完成一套完成三維方案的制定。此外，在機械設計方案制定中，還需對ACD/CAM軟件開發系統的運用做到有效關注。該系統可通過平面設計、數據分析、曲面造型及立體構筑等多種途徑完成數據的應用和管理，進而保證機械設計方案得以順利完成與實施。

3技術未來發展趨勢

（1）向智能化發展當前CAD技術已經有了一定的智能化內容，但在社會的不斷進步和科學技術的發展下，未來CAD技術將更快的向智能化發展。在三維CAD技術的應用中都是通過計算機操作來實現的，將人們在實踐過程中總結出來的經驗編入到程序中，建立起完善的網絡數據庫，同時不斷的提升計算機的辨別能力，真正的實現智能化建設。（2）向網絡化發展CAD技術是依靠網絡和計算機來進行發展的技術。在未來社會的不斷進步和發展下，CAD技術也會逐漸的向網絡化轉變。同時CAD技術當中的虛擬空間模式比較明顯，通過虛擬空間的模型建立能讓人們更加直觀的看到設計中所存在的問題和優勢，并對此提供相應的參數，幫助進行設計的變更。這說明了三維CAD技術的虛擬網絡化的重要作用將在未來展現出更好的一面。（3）向規范化發展三維CAD技術的規范化主要指的是，CAD技術不再是只追求功能上的強大，同時也會與實際的情況來進行結合，保證CAD技術的開發和研究能得到真實的應用，使CAD技術行業得到規范化。此外，在進行使用的過程中還應重視其對STEP體系的應用，將二者相結合，使參數向模型轉化中所存在的問題得到快速的解決。

4結束語

總而言之，三維動畫是計算機技術快速發展的一種新時代產物，它是在計算機中建立一個虛擬的世界，設計師要在這個三維世界中按照所要設計對象的形狀和尺寸從而設計出一個模型，接著根據設計要求去模擬模型的運動軌跡、虛擬攝影機的運動和其他動畫參數，最后為模型賦上其所要求的材質，并打上燈光。在機械設計中有效應用三維動畫可以切實提升工作效率，因此有必要在以后的工作中得到我們進一步研究探析。

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作者簡介：

解巍偉，男，安徽省六安市，本科，就讀于遼東學院化工與機械學院B1706機械設計制造及自動化專業，學號：0612417003。研究方向：機械設計制造及其自動化。

（作者單位：遼東學院化工與機械學院）