本文介紹了3D CAD軟件改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計的關(guān)鍵探討。

　　產(chǎn)品設(shè)計師致力于創(chuàng)作出一流的創(chuàng)新型設(shè)計，并將該設(shè)計轉(zhuǎn)化為利潤可觀的產(chǎn)品?？吹阶约旱脑O(shè)計陳列于商場之中，或者了解到客戶將自己的設(shè)計作為主流解決方案采納都會讓設(shè)計師從中獲得極大的滿足感。然而，在當(dāng)今的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境中，要實現(xiàn)這樣的目標(biāo)已愈發(fā)困難。在時間和成本的雙重壓力下，許多設(shè)計工程師匆忙應(yīng)對，目標(biāo)僅僅是將工作完成即可，在慌亂中遺失了可貴的創(chuàng)造力和洞察力。

　　即便環(huán)境如此嚴(yán)峻，只要專注于對解決方案的改進(jìn)最為關(guān)鍵的因素，并利用各種 3D CAD 工具來提升設(shè)計質(zhì)量，設(shè)計師仍能創(chuàng)作出獨(dú)具創(chuàng)意的設(shè)計和成功的產(chǎn)品。對于所有的產(chǎn)品開發(fā)人員，應(yīng)考慮的首要問題是：“出色設(shè)計包含哪些要素?”在產(chǎn)品制造方面，有句俗語是“更快、更好、更便宜、更安全”。然而在當(dāng)前的環(huán)境中，就提升設(shè)計質(zhì)量而言，其要求與俗語所言還存在一些細(xì)微差異?，F(xiàn)在，設(shè)計師不僅需要考慮產(chǎn)品設(shè)計的外表、觀感、操作性，還需考慮它的可制造性和可維護(hù)性。

　　可制造性設(shè)計

　　以更低廉的成本更快速地制造產(chǎn)品并不一定會使該產(chǎn)品變得更優(yōu)秀，再新穎精美的設(shè)計，如果制造商無法從其制造中獲得利潤，該設(shè)計也不具有任何商業(yè)價值?？芍圃煨栽O(shè)計將制造運(yùn)作和工具開發(fā)納入了概念設(shè)計過程，這是獲得出色產(chǎn)品設(shè)計的基礎(chǔ)。

　　讓我們看看在 Trek Bikes(威斯康星州沃特盧市)近期推出的 Trek Madone 公路自行車的開發(fā)過程中，可制造性所扮演的角色。該公司在制造對公差要求極高的自行車車架接合區(qū)域時，沒有使用成本高昂的材料和專門工藝。相反，Trek 的制造專家利用 SolidWorks® 3D CAD 和 COSMOSWorks® 分析軟件開發(fā)出新型的復(fù)合成型方法來成型這些區(qū)域，從而消除了一個制造環(huán)節(jié)，減少了材料用量，并使生產(chǎn)能力增加一倍有余。

　　設(shè)計師還可使用新的 3D CAD 工具來評估可制造性。SolidWorks 軟件中包含 DFM(可制造性設(shè)計)Xpress& #8482;，該軟件可以識別模型的各個區(qū)域是否工藝復(fù)雜或制造成本高昂。模具開發(fā)和草圖分析工具可找出草圖中難以成型的倒角和特征。SolidWorks Tolerance Analyst 可自動層迭公差，提供了用于解決公差問題的更為精確的方法。借助上述類型的各種 CAD 工具，工程師在將設(shè)計提交至制造部門之前便能消除制造問題。

　　模塊化設(shè)計的效率

　　出色設(shè)計的另一個特點(diǎn)是應(yīng)用 3D 模塊化設(shè)計技術(shù)。利用模塊化的產(chǎn)品設(shè)計方法，工程師可對同一產(chǎn)品系列中的不同模型以及裝配體內(nèi)的不同模塊自動套用相同的設(shè)計理念，然后再針對具體部分修改一個或多個變量(例如重量、尺寸、容量等)即可。

　　Modular Services Company(俄克拉荷馬州俄克拉荷馬市)使用 SolidWorks 配置功能來開發(fā)頭部傳送和泵送系統(tǒng)，此類系統(tǒng)主要用于病患護(hù)理、手術(shù)室、特護(hù)病房和臨床治療。該公司經(jīng)常需要對產(chǎn)品進(jìn)行一些修改，例如移動服務(wù)、更改尺寸、添加特殊功能或增加強(qiáng)度等。在 SolidWorks 設(shè)計配置功能的協(xié)助下，該公司的工程師可通過原始基礎(chǔ)設(shè)計創(chuàng)建所需的不同模塊和配置，從而節(jié)約大量的時間和勞動。此外，工程師還可利用模塊化設(shè)計從現(xiàn)有的成熟設(shè)計衍生出新的配置，從而實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的提升。

　　推進(jìn)設(shè)計性能

　　以前，增進(jìn)設(shè)計性能需要進(jìn)行大量的反復(fù)測試才能確定可能影響性能的設(shè)計變量?，F(xiàn)在，工程師通過集成 CAD 的設(shè)計分析、模擬和驗證工具即可獲得同等級別的洞察力，并用以改進(jìn)設(shè)計性能。

　　Zero Zone, Inc.(威斯康星州 North Prairie 市)即是一個例子。該公司采用 SolidWorks CAD 和集成 COSMOSFloWorks® 計算流體力學(xué) (CFD) 分析軟件來更深入地發(fā)掘其生產(chǎn)的商用冷凍柜和冷藏柜的物理特性、熱效應(yīng)和壓縮空氣流運(yùn)作方式。除了幫助工程師設(shè)計維持在特定溫度的柜體(冷藏柜是 40℉，冷凍柜是 -15℉)外，COSMOSFloWorks 還通過減少結(jié)霜現(xiàn)象、消除“熱”點(diǎn)和“冷”點(diǎn)以及縮短解凍時間，幫助 Zero Zone 工程師改進(jìn)產(chǎn)品性能。

　　其它集成 CAD 的分析工具(例如用于結(jié)構(gòu)分析和熱分析的 COSMOSWorks® 以及用于運(yùn)動學(xué)研究的COSMOSMotion®)可為工程師提供必需的設(shè)計洞見，協(xié)助他們制造出更輕、更耐用、更堅固或制冷能力更強(qiáng)的產(chǎn)品。有了 COSMOSMotion 軟件，工程師可對裝配體執(zhí)行動態(tài)分析，并使用這些結(jié)果來生成工作力和負(fù)載以用于結(jié)構(gòu)分析。

　　富有魅力的外表和符合人體工程學(xué)的觀感

　　產(chǎn)品設(shè)計美學(xué)，即產(chǎn)品給予人們的觀感或握持、坐下或躺下時的感覺，是出色設(shè)計中最為直觀的方面，尤其是消費(fèi)類產(chǎn)品。從手持電子產(chǎn)品到家具和用具，人們對產(chǎn)品的外表和觀感愈加挑剔。而直到不久以前，要想獲得流暢、充滿曲線感的形狀還高度依賴于專用的曲面工具?，F(xiàn)在，這一切都可借助 3D CAD 系統(tǒng)的各種高級成型功能來實現(xiàn)。利用這些功能，工程師可制造出有機(jī)造型和復(fù)雜的曲面 - 這兩點(diǎn)對于產(chǎn)品的外表和觀感尤為重要。

　　高級曲面功能尤其適用于需要符合人體工程學(xué)或需要與人類直接交互的產(chǎn)品。例如，LASCO Bathware, Inc.(加利福尼亞州阿納海姆市)使用 SolidWorks CAD 工具來使浴缸的幾何形狀更貼合人體的曲線。LASCO 設(shè)計師使用 SolidWorks 曲面工具來創(chuàng)建沐浴裝置的曲線和形狀，并通過三個不同的成型相關(guān)工藝之一來制造：玻璃纖維強(qiáng)化工藝 (FRP) - 在脫開的鑄模表面噴上各種樹脂膠衣和夾層;丙烯酸樹脂工藝 - 使用真空模具將一薄層丙烯酸樹脂吸入模具中;玻璃纖維浸漬樹脂工藝 - 將一薄層玻璃纖維置于模具中，在加熱加壓條件下成形，有點(diǎn)類似復(fù)雜的華夫餅干烤模。

　　易于保養(yǎng)和維護(hù)

　　出色設(shè)計的最后一個特點(diǎn)是在概念開發(fā)階段將保養(yǎng)和維護(hù)問題納入考量。對于需要裝配、拆卸、保養(yǎng)或現(xiàn)場維護(hù)的產(chǎn)品，如果設(shè)計師在事后才對此類因素加以考慮，該產(chǎn)品無疑會遭到失敗。可保養(yǎng)的裝配體必須留有足夠的空間，不但方便人們更換部件，而且在保養(yǎng)部件時無需將所有部分都拆開。通過使用動態(tài)動作和可視化功能，設(shè)計師不但可以識別碰撞區(qū)域，還可確保有足夠的空間供拆卸和更換特定組件之用。SolidWorks Routing 之類的布線工具可幫助設(shè)計師確保線纜長度足夠。

　　Bucyrus International, Inc.(威斯康星州南密爾沃基)使用 SolidWorks CAD 軟件來改善礦鏟、鉆頭和索斗鏟的裝配和保養(yǎng)性能，這些設(shè)備都是該公司為露天采礦業(yè)所開發(fā)的。利用 3D CAD 工具，該公司可分期裝運(yùn)此類大型設(shè)備的子組件，從而減少了現(xiàn)場裝配時間，為露天采礦設(shè)備的產(chǎn)品交付和裝配樹立了新的標(biāo)準(zhǔn)。

　　盡管競爭日益激烈的全球市場向設(shè)計師們提出了更迫切嚴(yán)格的要求，當(dāng)今的工程師仍不斷努力，致力于創(chuàng)作出優(yōu)秀設(shè)計并最終轉(zhuǎn)化為成功產(chǎn)品。借助目前可用的所有 3D CAD 工具，設(shè)計師可開發(fā)出外觀出色、觀感絕佳、性能優(yōu)越、配置穩(wěn)定、維護(hù)簡單以及生產(chǎn)利潤高的新型設(shè)計概念。

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　　說明：

　　Trek Bikes 圖片 – Trek Bikes 的制造專家使用 SolidWorks 3D CAD 和 COSMOSWorks 分析軟件來開發(fā)新型復(fù)合成型技術(shù)，用于成型公差要求極高的區(qū)域，從而消除了一個制造環(huán)節(jié)，減少了材料用量，并使生產(chǎn)能力增加一倍有余。

　　Modular Services 圖片 – Modular Services Company 使用 SolidWorks 配置功能來為公司的 Pump Star& #8482; 泵送系統(tǒng)模塊化開發(fā)提供支持，該系統(tǒng)主要用于手術(shù)室和特護(hù)病房。

　　Zero Zone 圖片 – Zero Zone 采用 SolidWorks CAD 和集成的 COSMOSFloWorks CFD 分析軟件對其生產(chǎn)的商用冷凍柜和冷藏柜進(jìn)行分析，以更深入地了解產(chǎn)品的物理特性、熱效應(yīng)和壓縮空氣流運(yùn)作方式，產(chǎn)品性能也因此得到提升。

　　LASCO Bathware 圖片 – LASCO Bathware 使用 SolidWorks 高級曲面功能為其沐浴裝置設(shè)計曲線形狀，使產(chǎn)品的幾何形狀更貼合人體曲線。

　　Bucyrus 圖片 – Bucyrus International 利用 SolidWorks CAD 軟件來改進(jìn)其露天采礦設(shè)備的裝配和保養(yǎng)性能，涉及的產(chǎn)品包括額定有效載荷為 135 噸的 795B 型電動繩索采礦鏟。