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一、产品设计专业素描教学现状及存在的问题
当今,全国大部分高校产品设计专业都开设了素描基础课程。然而,我们看到针对产品设计专业的素描基础课程没有紧密联系产品设计专业,只是笼统地画一些素描静物,比如,画一些简单的石膏几何体等,没有真正认识到素描和产品设计专业的联系性。此外,全国大部分院校招生的设计类专业学生基础比较薄弱。很多学生基本都是经过两三个月的美术突击培训通过考试进入大学的,这就导致了学生没有接受过系统的素描训练,加上在素描教学中课时较少,学生还没掌握和理解素描中的一些关键点,比如,透视、质感、肌理感等,素描课程就结束了。学生对于素描的学习也就是大面上认知一下,没有深入的理解。另外,部分基础部教师在素描过程中没有实际动手做范画来演示素描中的一些问题,很多学生对透视、肌理、质感、空间感等组织关系的理解还都停留在高中时代,使得学生在画素描的过程中对于一些素描要素仍然模糊不清,导致学生在后期不能有效地将自己的产品设计构思表达出来。
二、产品设计专业素描课程教学方法探讨
产品设计是一项复杂的系统工程,它既需要感性的思维,又需要理性的思考,透过现象认识事物的本质和规律,用理性的方式去理解素描对象的形体、结构、空间等变化。产品设计不但给人们提供物质功能,也需要审美功能,给人们带来好的视觉审美方式,体现了理性与感性及科技与艺术的统一。产品设计专业的素描教学方法应该有别于传统素描的教学模式,具备更灵活的教学手段。在两年的素描教学过程中,笔者针对产品设计专业素描教学活动总结了如下几点建议。
(一)增加素描教学开设的课时,使学生全面了解素描的构成因素
素描是一门实践性的学科,需要大量的时间来作支撑,短时间的素描训练不能有效地解决素描中的一些问题。当今,部分高校产品设计专业已开设素描课程课时相对较少,素描的学习又是一种循序渐进的过程,充足的时间保证才能对素描中的透视、结构、体积感等因素深入地学习,从而使学生有效地进行产品形态研究。因此,增加产品设计专业素描课程课时是很有必要的。
(二)加强素描中的对“形”的认知和练习,提高产品设计专业学生的造型能力及形体捕捉能力
素描是一种视觉艺术。产品是以形态来呈现的。产品设计专业素描教学中最重要的就是解决“形”的问题,形体不准确将会对未来所表现的产品形态有所限制。对于产品“形”的理解和把握直接关系到产品形态的呈现。产品是依靠形态表达出来的,形态是产品展现的载体。形态在产品设计中尤为重要。通过素描训练,在做产品设计构思时,可以迅速捕捉形态,或者将大脑思维中的构思表达出来。形态的建构和造型能力密切相关。另外,还要改变教学思路,加强对学生眼睛、手、脑一体的综合能力的培养,使学生对“形”有更深、更实质的了解,从而调动学生学习素描的积极性。
(三)加强素描教学中质感、肌理的练习,确保产品设计渲染效果有效呈现
产品设计专业素描课程中质感、肌理的学习是不能忽视的,是非常重要的一环。通过素描训练,我们可以体会物体的质感、肌理、结构、空间感及存在感等组织关系。在做产品设计时,徒手绘制形态后用三维制图软件把构思方案建模出来。通过虚拟的方式来展现物体形态,然后,结合在画素描物体中所认知到的空间感、体积感对形态空间进行反复推敲,一直达到合理的最佳状态。最后,建模结束后进入产品模型渲染环节,在模型渲染的时候,我们会考虑到产品用什么样的材质合理。关于材质的选择就要结合素描中的排线训练,从而认识到的产品的质感、量感、肌理感等。也就是说,通过画素描,来研究排线的变化,通过排线的不同变化来深刻认识物体的材质。通过不同的排线来探知产品质感和肌理感的变化,才能对材质有清晰的认识。对材质理解后,就会将合理的材质运用到产品模型渲染上,从而合理准确地将产品形态效果表达出来。可见,素描教学对于排线的掌握一直到材质的认知发挥着重要作用,教师应鼓励学生在素描训练中对排线方式进行不同尝试,从而更深刻地认识材质的不同表现。因此,要加强素描中的质感和肌理感训练,使产品效果得以合理展现。
三、结语
关键词:工业设计;计算机辅助设计;外观造型;效果图;产品
中图分类号:TB47 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2012)20-0107-03
市场经济催生了竞争,全球化使竞争愈加激烈。在产品市场,消费者不再主要追求功能,而更注重新颖、时尚、个性和品位。现代工业设计正是融合艺术美学、工程技术与现代科技,利用计算机辅助设计工具,通过创造性思维,将审美、时尚、流行元素与人机工程学、材料学、心理学、市场学、环境学等现代科学有机结合,孵化出一个琳琅满目、新潮时尚的产品市场。
一个工业设计者首先应具备艺术灵性,同时掌握材料学、心理学、市场学、环境学、工业设计、工业制造等方面的知识,具备科学思维和创新意识。随着计算机技术的快速发展,SolidWorks、Pro/E、UG、CATIA等这些三维辅助设计软件的应用,已使工业设计更加准确、便利,与生产制造设备的无缝连接,使设计者的意图更易于真实实现。熟练掌握三维设计软件,是一个产品工业设计者需要具备的技能。
一项新的产品项目必须着眼于市场,满足客户需求。在竞标过程中,一项好的工业设计方案,是赢得竞标成功的有力武器。本文介绍一个工业设计的案例,注重于过程和计算机辅助设计的应用。
1 产品设计输入
1.1 产品基本定义
汽车音响,汽车电子类产品,符合汽车生产商产品功能、造型要求。
1.2 产品功能、外观造型要求
功能:Radio(收音机)、CD、MP3播放,USB数据接口,AUX接口(音频输入播放)。
显示:LCD液晶字段显示。
面板:按照汽车生产商提供的汽车仪表板3D数据模型,考虑整体协调性、美观性、新颖性,设计外观造型方案。图1是客户提供的汽车仪表板3D数据模型外观。
2 产品造型效果设计
2.1 结构分析及造型布局
①结构分析及面板主体材料选择。从汽车生产商提供的汽车仪表板3D数据模型外观可以看出,此汽车音响面板是一个左右对称弧面结构。面板主体选用与汽车仪表板一致的塑料结构,材质可为耐高温ABS或PC+ABS,以满足汽车耐冲击、耐候等性能要求。面板主体材料决定了结构造型的方向,采用塑料结构可以在遵循塑料产品设计原则前提下,充分发挥设计师的想象力,随意地实现各种设计造型,采用多种修饰手段,制造成型方便。
②2D造型布局。使用塑料结构必须按照安装位置选择恰当的出模方向,沿出模方向安排设计布局。图2是在三维环境中沿出模方向从汽车仪表板3D数据模型中提取的汽车音响面板轮廓,并用AutoCAD制作的初步设计布局。按照产品功能、显示要求结合汽车音响面板轮廓选择:将CD进碟口、LCD显示屏由上向下置中放置,在操作时便于观察;将USB数据接口,AUX接口放置于下部翻转活门内,可以避免安全隐患,同时便于外观处理;将音量旋钮、电台搜索旋钮放置于下部左右两角;各功能按键沿着面板两侧轮廓及LCD显示屏底布置。整个布局结合美术透视原理,采用左右对称形式,符合中国人习惯的审美观念。
2.2 3D外观造型
可以制作3D造型的软件有好几种,各有优点,本文使用汽车制造业使用最为广泛的CATIA软件,它涵盖了产品从概念设计、工业造型、三维建模、分析仿真、生产加工的全过程,当今这个软件功能最为强大,其曲面造型功能、渲染功能无与伦比。首先建立产品文件AutoAudio-ASM.CATproduct(以下简称AudioASM)产品文件,将客户提供的汽车仪表板3D数据模型Auto-PanelFrame.CATPart(以下简称AutoFrame)装配其中;在装配中再建立汽车音响面板文件AutoAudio-Panel.CATPart(以下简称AudioPanel)。
在装配AudioASM中对AudioPanel进行设计造型。可以将用AutoCAD制作的初步设计布局导入到AudioPanel,但这样不便于后续修改。这里在3D环境中,利用AutoFrame所提供的边界面,绘制各项设计元素。
①创建汽车音响面板外形轮廓面。汽车音响面板轮廓面必须与汽车仪表板3D数据模型面重合并曲率连续,这是汽车曲面设计的一般原则,这里必须坚持这一原则,以消除反光不连续。使用CATIA软件,从AutoFrame提取汽车音响面板外轮廓线,并将其改为曲率连续,用此曲线制作填充包络面,并与AutoFrame的3D数据模型表面曲率连续,从而得到汽车音响面板轮廓正面(图3),从图中不难看出正面反光的连续;从AutoFrame汽车音响面板边界向填充包络面投影,向内偏移出0.6间隙并取不小于0.5°的出模角,扫描出汽车音响面板轮廓侧面,将两曲面联合修剪、倒角,得到汽车音响面板外形轮廓面(图4)。
②汽车音响面板细部造型及渲染。完成了汽车音响面板外形轮廓面,就可以以此为基础,按照AutoCAD制作的初步设计布局创建面板细部造型。创建面板细部造型涉及环境学、审美学、塑料结构设计规范、产品功能及操作要求、CATIA软件使用技巧等知识和技能,要真实细致地体现出面板造型结构和功能特征,创建过程这里不做详细介绍。CATIA软件具有强大的渲染功能,可以定义部件的材质、颜色、表面纹理、亮度、反光度,定义场景、照明等,图5是用CATIA渲染的汽车音响面板造型图。
2.3 汽车音响面板功能效果图
①汽车音响面板细部效果修饰。为了使汽车音响面板效果更加生动逼真,我们将汽车音响面板造型渲染图在Photoshop软件中进行细部效果修饰。可以根据产品所处环境、所使用材料、表面处理工艺来调整产品表面的颜色、亮度对比度、反光效果、纹饰等,使用滤镜增加杂色获得塑料面板蚀纹后的质感(图6)。
②汽车音响面板功能造型效果图制作。汽车音响面板细部效果修饰完成后,使用CorelDRAW软件结合AutoCAD来定义按键功能、LCD显示、LOGO、标识等。文本文件可直接在CorelDRAW中输入,但图形标识最好在AutoCAD中按比例绘制好,再导入CorelDRAW中加色,图7是完成的汽车音响面板功能造型效果图。到此我们可以使用功能造型效果图,配置产品说明进行应标。
3 产品结构设计
由于汽车音响面板造型使用CATIA 三维软件制作,在完成了面板功能造型效果确认后,我们就可以利用先前的模型进行产品细部结构设计,方便实现了效果设计与实体结构设计、生产制造的对接。图8是最终完成的汽车音响设计效果图,所有部件都在CATIA 三维环境中完成,数据模型可直接使用于模具制造、生产加工。
4 结 语
一项好的工业设计,出自于设计者对产品的深刻理解以及设计者所具备的艺术素质、创新意识和设计技巧。借助计算机辅助设计平台,设计者可以充分发挥自己的想象力,方便地将自己的构思转化为设计方案;我们可以实现造型效果设计与实体结构设计、生产制造的无缝对接。
参考文献:
[1] 黄毓瑜.现代工业设计[M].北京:化学工业出版社,2004.
[2] 吴清.产品的外观设计与消费者审美心理[J].中国工业设计在线,2007,(3).
一、欧特克产品设计套件2014(Autodesk Product Design Suite 2014)
欧特克产品设计套件2014旨在帮助企业实现“在完整的数字样机工作流中设计出色产品”的功能。事实上,欧特克产品设计套件能够提高工程设计效率,将设计验证融入持续的工程设计流程,实现更加高效的内部和外部协作,并扩展工程设计数据,从而提高产品销售和营销业绩。
欧特克产品设计套件2014(图1)是一款完备的数字样机解决方案,具有三维设计、可视化和仿真工具,可帮助用户完成整个工程设计流程。欧特克产品设计套件的数字样机设计功能可帮助用户设计质量更高的产品,减少开发成本并加快上市流程。
1.套件构成
欧特克产品设计套件有标准版、高级版和旗舰版三个版本,包含以下部分或全部软件。
(1)Autodesk Inventor:借助广受欢迎的机械设计软件Autodesk Inventor,在更短的时间内创建精确的三维数字样机。
(2)Autodesk Inventor Professional:AutodeskInventor Professional软件基于面向工程设计与制造的Autodesk Inventor,包含面向高级产品仿真、布线系统设计和注塑模设计的工具。
(3)AutoCAD Mechanical:AutoCAD Mechanical软件拥有AutoCAD软件的全部功能以及一套完备的高效机械设计特性,能够更快地创建和修改机械工程图。
(4)AutoCAD Electrical:AutoCAD Electrical软件能够自动执行电气工程设计任务并具有完备的符号库,从而帮助用户加快电气控制系统的设计流程。
(5)Autodesk Showcase:通过轻松地将CAD数据转换为极具吸引力的图像和演示,改进设计审核流程。
(6)Autodesk SketchBook Designer:借助业内最佳的数字写生簿来探索设计概念并制作炫目的插图。
(7)Autodesk Alias Design:有了Autodesk AliasDesign软件,用户可以使用全球最成功的汽车和消费品制造商所使用的灵活建模工具,将工业设计美学整合到数字样机中并创建具备生产质量的曲面。
(8)Autodesk Navisworks软件产品:通过集成多种来源的模型,提高团队协作效率,对施工排序进行仿真并改进项目校审。
(9)Autodesk 3ds Max Design:借助Autodesk 3ds MaxDesign软件,创建电影级质量的渲染图和三维动画并将产品推向市场,减少对于昂贵的物理样机和照片的需求。
(10)Autodesk Mudbox:借助AutodeskMudbox软件,利用三维数字雕刻功能来创建形状和外形。
(11)Autodesk Vault Basic:Autodesk Vault Basic软件能支持管理设计创意、仿真和文档编制流程,帮助用户更好地控制设计数据。
2.套件价值
(1)推动创新。通过帮助用户无缝传输信息并满足从设计、仿真到可视化的各个工程设计阶段需求的集成式工具套件,设计师可开发更加创新的设计。利用丰富的建模工具将工业设计美学融入产品,为产品赢得竞争优势。
(2)自由设计,无拘无束。借助其中广泛易用的工具集和支持互操作的设计工具,工程设计团队能够提高创新能力并更加高效地管理流程。在从概念设计到工程设计的整个流程中,无需对概念进行重新建模,因为工程师可以利用概念设计进行工作。所有用户都使用通用的工具集,从而帮助用户提高各个开发阶段之间的协作效率。
(3)提高产品质量并降低成本,在投产前优化并验证产品的性能。通过基于云的Autodesk360服务和集成的仿真工具,产品设计套件能够帮助用户降低错误几率。通过整个流程验证设计意图并选择低成本、低影响的材料来帮助进行可持续性设计。借助与三维设计软件之间的紧密集成,用户可以在整个设计流程中经济高效地使用仿真功能。
(4)协作式数据管理,通过集成的数据管理系统来避免重复性工作并管理全部设计数据。Autodesk包含集中式数据管理工具,可帮助工作组安全地存储和管理处理中的设计数据和相关文档。这将让用户获得一个简化的变更管理系统和准确的物料清单(BOM),并能够与团队、客户和供应商共享数字模型。
(5)沟通设计理念。使用欧特克产品设计套件,能更轻松地从验证的数字样机生成和共享可投产的文档,从而帮助用户减少错误并在更短的时间内交付设计。将设计数据转化为照片级渲染图和影院级动画,帮助用户赢得竞争优势,并为客户提供极具视觉冲击力的设计概念。通过集成供应链数据,可创建大规模的数字实体模型,从而优化工程设计校审和协作。
关键词:产品设计 工业设计 3D打印
中图分类号:TP3348文献标识码:A文章编号:1009-5349(2016)11-0243-01
工业产品造型设计,也就是围绕产品的材料、构造、形态、色彩、表面加工及装饰而赋予特定产品以新的品质。作为一种产品设计观念和方法论,工业产品造型设计探讨如何应用各种先进技术,达到产品的科学与艺术的高度统一,寻求实现“人-机-环境”的和谐统一。
本文根据设计任务的要求,按照手绘草图、三维建模、展板设计的步骤完成了手电筒的造型设计,并用北京太尔UP BOX 3D打印机制作了实物模型。本设计课题来自2015年山东省职业院校技能大赛“工业产品造型设计与快速成型”项目。
一、设计要求
手电筒是日常生活中经常用到的产品,主要存在的问题:造型陈旧,功能单一,缺少审美感;尺寸较大,携带不方便;使用时,如果在黑暗状态下寻找物品时,还要一只手握着手电筒,妨碍做其他一些事;产品造型单一。
针对以上问题,提出如下创新设计要求:①灯头设计成可旋转90度,直立在平面上,要保持稳定性,可以在黑暗中作为迷你灯具照明。②新设计在满足其功能的前提下,要求曲面饱满、广顺、色彩漂亮、协调,符合年轻人的心理喜好。③新产品应具有较好的工艺性和经济性且使用方便,有足够的强度。④新产品具有良好的持握性,并且便于携带,符合人机工学。
二、新产品的创意设计
新产品外观采用仿生设计,设计灵感来自海豚跳跃的一瞬间,曲面饱满造型漂亮,方便持握。在此基础上,我们从造型美观、人机协调的角度,对产品的外部细节结构及内部工艺结构进行了构思,完成了新产品的设计方案,手绘草图如图1所示。
三、产品数模的创建
运用三维建模软件UG,进行产品的三维造型。UG软件具有强大的三维造型能力,可以完成复杂曲面的造型设计。本产品的建模主要通过扫掠、网格曲面等构面命令完成整体外形的曲面构建,并在曲线绘制过程中,运用曲率梳检查曲线曲率的连续性,避免急剧变化,通过高质量曲线的构建,保证曲面质量。
四、产品的渲染及展板
将产品数模导入KeyShot软件中,通过对环境和灯光的设定,完成产品的渲染,后用PS进行了产品展板设计,对产品的配色方案和细节结构进行详细展示,并通过爆炸图对内部结构进行说明。在创新设计的过程中,随着对产品创新设计要求的进一步了解,对灯头的结构进行了重新设计,把折叠结构改为旋转,使其使用更加方便,工艺性也更合理。
五、产品打印
选用北京太尔UP BOX熔融挤压快速成型设备进行模型的打印,UP BOX的成型精度为±0.2mm/100mm,能全自动调整平台高度,全自动光电调整平台水平,成型尺寸为宽255x长205x高205mm。打印材料选用ABS工程塑料,具有良好的力学性能。
六、小结
随着科技的进步和人们生活水平不断提高,人们在关注产品使用性能的同时,对产品的外观提出了越来越高的要求。本文完整阐述了海豚手电筒产品造型设计与快速成型的流程。外观上,相比原产品更具艺术美感;功能上,既可以作为手电筒使用,也可以作为迷你照明灯具使用。最后,通过3D打印并制作了实物模型,装配良好,达到了设计要求。
参考文献:
关键词:模型轻量化;装配体;CAD模型
0引言
三维CAD系统广泛应用于产品设计与制造阶段,拥有复杂结构的大规模装配模型在CAD系统中创建,如数字化工厂、数字化医疗设备等。这些装配模型包含成千上万个零件,即便是中小规模的产品,为了能精确掌握产品属性,也需要在CAD系统中根据物理模型建立详细的、包含完整细节特征的实体模型。这也导致装配体模型包含大量的零部件并且拥有非常复杂的内部结构[1]。