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

摘要：概述SolidWorks三維軟件在產(chǎn)品造型設(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)點以及劣勢補充措施，概述在設(shè)計中的實際應(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，并且通過這款軟件也能對材料與工藝有一個初步的了解。

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

一、對造型能力的提升

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)計出造型符合大眾審美的標(biāo)準(zhǔn)。而Solidworks，可以很好地實踐產(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)建特征前需要對草圖進行繪制，然后通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣等基礎(chǔ)特征生成實體。通過這些基礎(chǔ)特征可以對簡單的基礎(chǔ)幾何造型進行切割、組合等方式產(chǎn)生新的形態(tài)。

用課堂所授的綜合練習(xí)二來分析：設(shè)計師Do Hyeung Kim設(shè)計的熨斗，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、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣來制作基本形態(tài)，再經(jīng)由拉伸切除、旋轉(zhuǎn)切除、倒角來對整體的造型進行詳細劃分。

從包豪斯時期開始，幾何形態(tài)造型就是設(shè)計師必須掌握的造型方法。在快節(jié)奏的生活狀態(tài)下，現(xiàn)代人更追求簡單的產(chǎn)品造型，并更加的推崇極簡化設(shè)計。幾何形態(tài)因為它的簡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)計師地必修課。

二、通過Solidworks對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，教師在教授過程中講授案例時也可以介紹相關(guān)概念。這個過程是十分必要的，如果只注重理論知識的學(xué)習(xí)，而無法理解實際的產(chǎn)品，達不到學(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)生通過在裝配體圖里拼接設(shè)計好零件，模擬產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解的概念。舉例，以拔模這個操作來說，一般的塑料件都會涉及到脫模，部分塑料在冷凝后會發(fā)生收縮現(xiàn)象，如果沒有脫模角度的話會緊緊地包覆在模具內(nèi)，無法分開[1]。外觀設(shè)計師不直接參與流水線生產(chǎn)，但是不了解工藝的設(shè)計師也很難設(shè)計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)在一級界面里，有些同學(xué)進入到公司后才了解到有此類操作。

Solidworks在常用特征凸臺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)計師使用Solidworks在產(chǎn)品造型設(shè)中設(shè)計零部件的方式[2]，可以讓工程師設(shè)計各類復(fù)雜的曲面更加簡單，并且提供了豐富的實用的建模工具、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

在實際教學(xué)的60課時內(nèi)，學(xué)生用30課時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，通過實際操作不斷提高對空間中的三維模型的想象能力。在講授的過程中，教師用最新的優(yōu)秀產(chǎn)品設(shè)計當(dāng)作教學(xué)案例，在對建模的教學(xué)基礎(chǔ)上引入造型設(shè)計和材料與工藝的話題，全方位立體化的充實學(xué)生的眼界，補充相關(guān)的理論知識。通過這些數(shù)據(jù)知識的補充，可以加深學(xué)生對一些概念化詞語的理解，提高了學(xué)生對產(chǎn)品設(shè)計的興趣，同時也能將老師的知識進行最大程度的傳播。

當(dāng)我們身處這個多元化發(fā)展的時代，學(xué)生的求知欲也會隨之被更深喚起，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：

[1]袁溫.塑料注塑成型及其模具的運用[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.

作者簡介：許樂蕓，北京城市學(xué)院。