研究表明，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本80%是在設(shè)計(jì)階段決定的，設(shè)計(jì)階段是控制產(chǎn)品成本的重要環(huán)節(jié)。現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展離不開現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)手段的不斷進(jìn)步，工業(yè)設(shè)計(jì)是企業(yè)提高競爭力的重要手段，在企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)流程中，工業(yè)設(shè)計(jì)始終起著總攬全局的重要作用。

工業(yè)設(shè)計(jì)之初的決策是對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)定位、成本控制、生產(chǎn)制造、質(zhì)量檢測、宣傳展示、市場營銷以及回收處理等整個(gè)生命周期作的全盤考慮，影響深遠(yuǎn)。在工業(yè)設(shè)計(jì)流程中，模型制作是重要的環(huán)節(jié)，從純手工模型制作到半機(jī)械化模型制作到現(xiàn)代3D打印手板模型制作的進(jìn)步是現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)縮影，其中手板模型制作雖然是先進(jìn)的輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，但受到的重視還不夠。

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實(shí)踐證明，手板模型的制作不僅對產(chǎn)品設(shè)計(jì)決策起著十分重要的作用，更是產(chǎn)品信息保密及市場推廣的利器，不可小覷。

一、下面從工業(yè)設(shè)計(jì)流程的不同階段談?wù)勈职迥Ｐ椭谱鞯闹匾裕?/strong>

1 設(shè)計(jì)優(yōu)化

現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)涵蓋的內(nèi)容十分廣泛，小到回形針、圓珠筆，大到飛機(jī)，輪船，無不包含著現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的影子，但是如此眾多的產(chǎn)品，其設(shè)計(jì)方法并不相同。偏重于幾何圖形的機(jī)械零部件可以很好地通過計(jì)算機(jī)制圖直接設(shè)計(jì)，還可以通過計(jì)算機(jī)三維軟件的動(dòng)力學(xué)法則進(jìn)行一定程度的運(yùn)動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)。對帶有曲面的一些產(chǎn)品，比如日用小家電產(chǎn)品，一方面可以通過計(jì)算機(jī)直接進(jìn)行設(shè)計(jì)，另一方面也可以通過逆向工程技術(shù)進(jìn)行三維測繪獲得三維造型數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)的差值算法進(jìn)行平滑修正，修正后形成的三維模型數(shù)據(jù)就可以直接通過計(jì)算機(jī)快速模型技術(shù)直接復(fù)制。對偏重于曲面造型變化的藝術(shù)品設(shè)計(jì)時(shí)，這一方法優(yōu)勢更為明顯，因?yàn)樗囆g(shù)品的外觀造型側(cè)重人的直接美學(xué)感受，往往無規(guī)律可循，很難在其中找到規(guī)則的幾何元素，如果直接進(jìn)行電腦三維繪圖，反而是事倍功半，即使建立起了模型，其后續(xù)修改性也很差，如果反其道而行之，首先由造型設(shè)計(jì)人員直接用油泥等材料塑造形體，然后通過三維掃描設(shè)備將模型參數(shù)化，得到原始模型的電腦數(shù)據(jù)后再進(jìn)一步通過快速模型設(shè)備加以復(fù)制，就可極大地提高設(shè)計(jì)效率。

2 設(shè)計(jì)討論

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中，討論十分重要，可視化是產(chǎn)品設(shè)計(jì)表達(dá)的重要環(huán)節(jié)，是設(shè)計(jì)討論的基石。快速有效地建立產(chǎn)品的模型，可以在相同的時(shí)間獲得更高的設(shè)計(jì)效率。在設(shè)計(jì)創(chuàng)意階段，使用最多的往往是基于圖紙的2D表現(xiàn)，然而到了中后期，設(shè)計(jì)的表現(xiàn)將更加具體，應(yīng)該采用更為具體直觀的手板模型作為討論的對象。與平面的2D表現(xiàn)相比，手板模型有著無法替代的優(yōu)勢。手板模型可以使產(chǎn)品的細(xì)節(jié)更加明確，產(chǎn)品的視覺感受更加直觀，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中每個(gè)人都能夠察看這些設(shè)計(jì)，在協(xié)調(diào)整個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作方面優(yōu)勢明顯。圖1為設(shè)計(jì)鼠標(biāo)造型時(shí)，對多種造型方案均做出模型用于設(shè)計(jì)討論，相比較于2維平面圖，1:1制作的手板模型更為直觀，設(shè)計(jì)人員可以通過直接的握持感受鼠標(biāo)的使用效果，使鼠標(biāo)造型的討論建立在更加真實(shí)的基礎(chǔ)上，這是平面圖紙所無法替代的。

3 功能測試

手板模型的制作可以做一定的功能測試，可以模擬產(chǎn)品最終的形態(tài)，包括功能形態(tài)，曲面形態(tài)等，模型制作可以允許設(shè)計(jì)者在模型動(dòng)態(tài)模擬，內(nèi)部結(jié)構(gòu)上獲得最為直觀的了解。如使用具有一定強(qiáng)度的材料，就可以制造出包含有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的功能型手板模型，以檢驗(yàn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是否合理，壁厚是否符合要求，運(yùn)動(dòng)部件是否順暢等。也可以用手板模型作空氣動(dòng)力學(xué)檢驗(yàn)。如在汽車、高速列車或航天器等需要高速運(yùn)動(dòng)物體的設(shè)計(jì)方面，可以制作1:1的模型，將其放進(jìn)風(fēng)洞中，進(jìn)行直觀的空氣動(dòng)力學(xué)研究。

4 降低成本

一個(gè)花費(fèi)1000元模型制作檢驗(yàn)出來的設(shè)計(jì)缺陷，如果投入生產(chǎn)，投入市場，可能造成1000萬元的巨額損失，在很多時(shí)候，這一問題往往是致命的。設(shè)計(jì)過程的穩(wěn)步推進(jìn)十分必要，所以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)早期及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的缺陷，及時(shí)修正，從而避免后續(xù)生產(chǎn)的問題十分重要，其中模型制作是我們可以利用的重要環(huán)節(jié)()通過手板模型的制作，能夠通過較小的成本獲得產(chǎn)品最終的形態(tài)、大小、結(jié)構(gòu)、色彩或進(jìn)行人機(jī)工程學(xué)測試，也能夠預(yù)知產(chǎn)品體積、質(zhì)量等重要信息，這對產(chǎn)品的包裝成本、運(yùn)輸成本以及生產(chǎn)制造消耗的原料成本都能有效控制。并由此估算出產(chǎn)品的銷售價(jià)格和銷售利潤。如果成本超出設(shè)計(jì)之初的設(shè)想，可以及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到成本既定的目標(biāo)范圍。手板模型的制作是企業(yè)成本控制的有效手段。

5 產(chǎn)品保密

產(chǎn)品設(shè)計(jì)作為公司核心競爭力的重要部分，產(chǎn)品在設(shè)計(jì)階段是需要嚴(yán)格保密的，現(xiàn)代制造業(yè)分工越來越細(xì)化，設(shè)計(jì)外包的好處在于可以省去在企業(yè)內(nèi)部建立一個(gè)獨(dú)立的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)所需要的成本，也降低了產(chǎn)品研發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，但是由此也帶來產(chǎn)品保密的難度，即便企業(yè)建立有自己的研發(fā)機(jī)構(gòu)，如果模型階段仍然需要外部設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)完成，仍然存在設(shè)計(jì)機(jī)密外泄的可能，所以現(xiàn)在大型制造企業(yè)內(nèi)部一般都建立有自己的獨(dú)立研發(fā)機(jī)構(gòu)，擁有自己的手板模型制作設(shè)備，使新產(chǎn)品的研發(fā)流程在企業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)內(nèi)部獨(dú)立完成，減少與外部服務(wù)機(jī)構(gòu)的聯(lián)系，從而最大限度地保證設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)不被外泄，保護(hù)企業(yè)的設(shè)計(jì)秘密。

6 市場調(diào)查

展銷會(huì)中向潛在客戶展示平面的展板，或者是三維動(dòng)畫演示等都不會(huì)有展示模型實(shí)物更具吸引力，仿真模型可以最直觀地表明產(chǎn)品的形態(tài)、色彩、大小、乃至結(jié)構(gòu)、功能等信息。模型的制作是方便快捷的產(chǎn)品初期表現(xiàn)，可以把初期的不同方案做成模型，通過展覽或者讓最終客戶進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證的形式進(jìn)行市場調(diào)查，也可以使用快速手板模型技術(shù)小批量翻制模型，把產(chǎn)品模型發(fā)送到不同的地區(qū)進(jìn)行調(diào)查，獲得更具市場區(qū)分度的調(diào)查數(shù)據(jù)。手板模型技術(shù)能夠在批量生產(chǎn)之前預(yù)知產(chǎn)品最終消費(fèi)者的實(shí)際心理效果及使用效果。

總體而言，隨著現(xiàn)代加工技術(shù)的進(jìn)步，手板模型的制作技術(shù)越來越完善，手板制作的成本也在不斷下降，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)更加要重視手板模型在工業(yè)設(shè)計(jì)整個(gè)流程中的作用，使其積極因素充分得以發(fā)揮，提高設(shè)計(jì)效率，降低研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，使工業(yè)設(shè)計(jì)整體水平得到更大的提高。

二、3D打印手板優(yōu)勢：

1、 僅需幾個(gè)小時(shí)至幾十個(gè)小時(shí)即可完成一套或幾套原型樣件的制造，產(chǎn)品研發(fā)周期可以縮短40%以上;

2、無需機(jī)加工、翻模或開模，可直接快速打印原型樣件，大大降低產(chǎn)品研發(fā)成本;

3、尺寸精度可滿足工業(yè)級裝配要求，塑料樣件尺寸精度可達(dá)±0.1mm，金屬樣件尺寸精度可達(dá)±20μm;

4、 塑料樣件選用優(yōu)質(zhì)的尼龍12工程塑料材料，具有高強(qiáng)度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐溫等出色性能。
5)、快速樣件可滿足多種條件苛刻的測試要求，例如風(fēng)洞試驗(yàn)(3000轉(zhuǎn)/分鐘)，水壓及流量測試(萬次以上)

6)、可加工各種復(fù)雜曲面及異形結(jié)構(gòu)，一次性加工完成