三维技术范文

导语：如何才能写好一篇三维技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

    关键词:三维动画技术;三维虚拟技术;探析

    中图分类号:J218.7文献标识码:A文章编号:1005-5312(2012)15-0056-01

    随着近几年计算机三维图形技术的发展,各个行业的三维图形技术都在快速发展中尝试各种方法。让三维图形表现的更加的真实,贴切主题。在目前,三维动画运用的范围广泛,例如:动画片、电影、广告设计的演示。三维虚拟适用于:模拟驾驶考试,飞行员飞行模拟,场景模拟,城市设计规划等等。在发展的领域,三维虚拟技术是个新型的、发展的、具有优势的动画应用技术。

    一、三维动画技术原理

    三维动画制作过程分为四个操作步骤:造型、动画、制图和着色输出,这四个步骤是一个完整的体系,缺一不可。

    造型:在电脑软件上制作三维物体,设计完整三维形状。具体步骤:绘制基本图形,根据需要,完善复杂物体设计。在制作好三维图形后组成完整的情景模式。

    动画:动画的设计是让情景模拟图形能更形象的表现在电脑上,让人们在观看的时候更加形象化。

    制图:制图是保证制作的图片效果更加的逼真,形象。

    着色输出:现代的三维动画技术是直接生成动画的过程。对绘图、造型、动画连接起来,形成我们观看的电影的模式。这个就称之为动画视频。我们需要用的时候直接打开播放就行,和我们用电脑一样。

    二、三维虚拟技术运用原理

    含义:三维虚拟技术又称为虚拟仿真。主要是应用于计算机为核心的虚拟环境,用户借助必要设备与虚拟环境中的对象进行相互作用,相互影响,从而获得类似于真实环境感受和体验,这种感受和体验主要是由系统的实用性和交互性来保证运用的。

    三维虚拟技术几大原理:

    1.基于三维图形的实时显示的技术:

    实时显示是三维技术的前提基本。虚伪仿真是计算机技术的核心领域的发展,很多种技术科降低场景的复杂性。

    2.虚拟仿真空的交互技术:

    复杂的交互技术是一系列的程序的操作。交互任务可以采取不同的技术的措施来各方面执行。不同的作用,不同交互技术是可以交互执行的。

    3.三维虚拟仿真系统的建立:

    三维虚拟系统的建立是一个浩大而系统的工程。基本的步骤分为:三维图片数据库的建立,它的作用主要是体现三维能动性和交互性的关系。能更加快的构建网络。第二部分三维虚拟仿真的建立,是对各种资源的合理的分配利用。让三维试图数据有更明显的可操作性。

    三、三维动画技术与三维虚拟技术的区别

    1.三维动画技术播放过程是完全固定的,在过程中不会改变播放的顺序,三维虚拟播放不是固定的,它具有其可操作性,不受时间的限制,在系统中,用户可以根据自己的想法实施的改变。

    2.三维虚拟技术强调对场景和环境的变化,它可以模拟考试训练,驾车训练,事故现场,三维动画技术主要体现的是视觉的效果,让人们看到整体的作用性,所以,两者的是静态和动态的分别。

    3.三维虚拟是实时的,三维动画是做好的固定的模式。三维虚拟给人三维立体的感觉,让我们可以再虚拟的世界里感受身临其境,具有其双向性。

篇2

1三维打印技术引导纺织服装业发展革新

每次新技术的更新都会使纺织行业受益。第一次工业革命，因蒸汽机的发明，纺织业由机器制作代替手工生产。第二次工业革命，纺织行业的生产技术得到改善，纺织服装生产力得到大幅提高。在第三次工业革命中，纺织服装业将难以拒绝三维打印技术带来的革新。

与传统的生产技术相比，三维打印技术有着自己独特的魅力：通过减少对工人的技术性需求，放弃多余的生产线，减少生产材料的浪费和增加工厂的生产能力等特点改变企业的经济面貌，使企业的生产过程得到简化，得以快速有效并廉价地生产出商品。对于纺织服装业来说，三维打印技术还能够使企业制造出传统生产技术无法造出的外形。

快速生产――快速推入市场――快速消费――快速回收成本的模式，能够满足企业的迫切需求，以最快的速度生产商品，以便尽快投入市场，保证资金的流动性。

目前Burton Snowboards公司（美国的防雨防雪用具品牌）、耐克和New Balance（新百伦公司，美国顶级跑鞋生产厂商）都已成为三维打印机的高端客户。根据统计，全球企业在2008年共花费约1.6亿美金在三维打印技术上，预计在2015年的花费将翻番。在纺织服装业上，Freedom of Creation设计公司已经采用三维打印技术来生产面料。该公司设计师说：“使用软件转换3D数据形成材料组织结构并且通过智能裁剪和缝纫形成最终成品，整个过程就像打印一样轻松便捷。”在欧美国家，三维打印技术以其不浪费、不需劳力和比传统方法更快速等优势，逐渐被服装设计师青睐。

2基于三维打印技术的纺织服装业前景

在三维打印技术高度成熟的未来，纺织服装业将不再提供成品商品，因为消费者可以足不出户就能打印自己喜欢、需要的纺织服装产品。纺织服装制造商将提供给消费者三维打印机所需的专业材料，使消费者保证自己的三维打印机正常工作。未来，纺织服装制造商将与三维打印机制造商进行合作开发，形成捆绑式销售，这种原材料式销售，将为纺织服装制造企业带来源源不断的生意。

纺织服装制造商不仅要提供打印机原料，还要通过网络，向客户出售设计好的服装，让客户通过网络下载打印出来。因为三维打印技术的数字性，使得纺织服装制造商的成功将不再取决于生产规模，而取决于创意。但是单靠创意也不够，山寨者和创新者都能轻而易举地在市场上迅速推出新产品。因此，竞争情况可能出现前所未有的激烈，发展速度与以前相比将更快！作为数字化的服装设计打印图，也将面临加密与反编译的战争。复制与传播变得容易的同时，盗版也将十分猖獗，就像音乐工业面临的MP3传播一样。当一份新服装的设计图开始提供下载时，设计图拥有者的知识产权将面临许多侵犯。因此，在知识产权领域的法律争斗将更加剧烈。纺织服装制造商们将把更多的精力投入到知识产权法中，以面对开源软件、非商业模式的出现。

3结语

篇3

在介绍算法之前，需要作如下的定义和假设。定义1一个n-维欧几里得空间［E，(*，*)］由n-维实向量空间Rn和内积(*，*):E×ER组成，简记为E。欧几里得空间是一个赋范空间，范数为＊=(*，*槡)。欧几里得空间也是一个度量空间，距离函数定义为d(x，y)=x－y。定义2将无线传感网中的节点定义成八元组［O(x，y，z)，Rs，RC，kmin，α，β，gridt］。式中O(x，y，z)为节点的中心在三维空间中的三维坐标，坐标采用直角坐标系(x，y，z)来表示。RS为节点的感知半径，即节点上搭载的传感器设备的感知距离，由传感器设备的硬件参数所决定。RC为节点的通信半径，即节点上搭载的通信设备的通信距离，由通信设备的硬件参数所决定。kmin为防止节点碰撞设置的最小安全距离，根据搭载节点移动的装置体积和移动速度的不同，在程序中设置不同的值。kb为节点平衡距离，根据不同的探测任务在程序中设置不同的值。α和β为虚拟力调节参数和虚拟力增长指数，它们共同作用用于调整虚拟力变化曲线。gridt用于保存节点的斥力网数组，它是由斥力原点TO(x，y，z)和斥力网Ti(x，y，z)，i=1，2，3，…，n两部分组成。本文中的算法存在以下假设:假设1搭载节点的设备相互碰撞会导致损毁，因此节点间必须保持一定安全距离;假设2探测目标存在实体，节点与探测目标也必须保持安全距离;假设3节点能够感知探测目标的方向和距离。

基于虚拟力的三维部署算法

将VFA由二维空间扩展至三维空间VFA是最经典的虚拟力算法之一，因此拟试图在VFA上进行改进。由于VFA是分布在二维平面上的，但在某些情况下高度参数至关重要，所以首先需要把VFA定义在三维空间中，实现三维空间中的VFA(VFA3D)。在VFA3D中，首先需要先将节点位置由二维数组O(x，y)转换为三维数组O(x，y，z)，增加高度z这一维。由此在这个三维空间中的虚拟力也由二维向量F(x，y)转换为三维向量F(x，y，z)。通过这些变换，可成功地把传统的二维平面中的圆覆盖问题，转变成了三维空间中的球覆盖问题。因此在下文中将VFA中的几种虚拟力在VFA3D中做重新定义。节点间作用力在VFA3D算法中没必要完全按照现实世界中的范德华力来计算。为更好地适应需求，可以范德华力进行一定程度的简化。为了便于分析和观察，把节点间虚拟力分别用二维图和三维图来体现，节点A对周围的邻居节点产生虚拟力，最小号的球(圆)一共有四个，它们分别是节点A、B、C、D，它们的半径为每个节点的感知半径RS，中号的球(圆)半径为节点的A的节点平衡距离kb，最大号的球(圆)半径为节点A的通信半径RC。节点D在节点A的通信距离之外，因此它们之间无虚拟力;节点B在节点A的通信半径之内且与节点A距离大于节点平衡聚距离，因此受到由节点B指向节点A的引力;节点C在节点A的通信半径之内且与节点A的距离小于节点平衡距离，因此节点C受到由节点A指向节点C的斥力，当节点C与节点A的距离更小时，他们之间的斥力会更大，直至当距离小于最小安全距离时，它们之间的斥力变为无穷大。中心引力在VFA3D中，节点除了受到节点间的虚拟力，在初始状态下，还应受到来自于目标区域中心的引力作用。这样即使节点初始位置未布撒在目标区域内，或者由于个别节点初始位置脱离了节点群，无法进行正常的相互通信，也能通过中心引力的作用将脱离群体的一个或者多个节点拉回到目标区域，从而使全部节点都能连接起来，对目标区域进行全面的覆盖。由于固定的中心引力有着难以克服的弊端，因此提出了自适应中心引力算法。障碍物斥力节点在目标区域动态部署中，很可能会遇到障碍物，节点与障碍物进行碰撞会造成严重的损失。因此在VFA3D算法中，加入了障碍物斥力，能够有效地避免节点与障碍物之间的碰撞。针对复杂目标的精确覆盖部署算法在VFA3D中成功地把VFA由二维空间拓展至三维空间，但是仅仅这样的话是远远不够的，因为增加了一维并不仅仅是增加了一个高度参量，它所带来的各种问题也应运而生。首先最明显的就是计算压力大幅度提升，三维球覆盖问题中的计算复杂度与二维覆盖问题根本不在一个数量级上。其次在二维空间中探测目标一般都为一个点或者一个平面区域，而在三维空间中探测目标可能是一个点，一个空间曲线，空间曲面，甚至是一个不规则的空间多面体。所以任务目标更为复杂多变，一成不变的算法很难应对各种情况。因此提出了VFA3D的改进算法ECA3D(ExactCoveringAlgorithmin3—Dspace)，并在ECA3D中提出了目标斥力网以及自适应中心引力的概念。目标斥力网由于在实际探测任务中，对区域进行探测时，探测目标往往都不是一个规则的形态，使用传统的虚拟力动态部署算法需要大量的节点对目标进行全覆盖以期望能够收集到想要的全部数据。但是当探测目标不为凸多面体，甚至仅仅是一条不规则曲线或者曲面时，大量的节点都被浪费掉了，因为使用VFA3D最终部署的形态总会是一个不规则的类球体。因此为了能达到自适应的调整部署形态，使节点群能够根据探测目标形态的不同均匀的覆盖到目标表面，ECA3D提出了加入一个探测目标斥力场，在中心引力和目标斥力的共同作用下期望能够使节点群平衡分布在探测目标表面，实现目标的均匀覆盖。

实验仿真

为了验证本文提出的算法是否能够达到预期效果，现设计了以下两组实验来进行验证分析。锥面覆盖实验在第一组试验中，首先分别采用三种算法对一空间锥面的上表面进行覆盖部署。三种算法分别是VFA3D算法，只添加目标斥力网的VFA3D算法和同时有目标斥力网以及自适应中心引力的ECA3D算法。然后通过对实验结果的部署图进行对比分析。最后就可以得出结论，在对复杂三维目标精确覆盖时，哪种算法可以取得更好的效果。若探测目标为锥面，现在需要探测锥面的外测的相关数据，图9是使用VFA算法简单的扩展到三维空间对目标进行覆盖部署，节点数为60。是只添加目标斥力网的VFA3D算法对目标进行覆盖部署，节点数为60。采用ECA3D算法对相同目标进行覆盖部署，节点数也是60。从三图中对比，很容易看出VFA3D算法在针对复杂目标时，效果远远不如ECA3D算法所达到的效果，因为VFA3D算法是从VFA算法改进而来，仅仅将VFA扩展至三维空间，它无法根据目标的不同自适应的调整节点群散开的形态。使用同一种形态应对复杂多变的情况，对探测目标的针对性较小，不能够根据探测目标的形态的不同而随之变化。从中加入透视效果以后，可以明显看出将VFA算法简单的扩展到三维空间中，节点群依然以一个类球的多面体的形态完成最终部署，大量的节点运动至锥面的下方。若是将中心引力点设置到高一些的位置上，锥面上方的节点也不会按照锥面的形态均匀展开，而是在锥面上多层覆盖。这样无论如何都会导致了大量的节点部署到了无用的位置，节点的利用率偏低。而图11中，本文提出的新型ECA3D算法能够根据探测目标的不同自适应的调整部署形态。现在探测目标为一个锥面，那么节点群在自适应中心引力和目标斥力网的作用下，能让节点群均匀的分散在被探测目标的表面，从而使每一个节点都发挥出最高的效率，节点的利用率远远高出VFA3D算法。中心引力未采用本文中的自适应中心引力算法，而是采用了传统的固定中心引力算法。对边两图明显可以看出采用固定中心引力点很容易由于选取中心引力点的不当造成覆盖上的漏洞，在凸多面体上表现得就是空洞，而在凹多面体上表现为堆积。由于自适应中心引力和斥力网合力的共同作用，节点群均匀且无漏洞的覆盖在锥面的表面上，和算法中受力分析预期的效果一致。

结束语

篇4

关键词：二维动画技术；三维动画技术；结合；艺术创作

一、三维动画和二维动画的格式

随着世界科技水平的不断提升，对动画产业的影响也变得越来越大，尤其是当三维动画进入动画市场之后，对传统的二维动画造成了很大的冲击。全新的三维动画产业对画面的要求更高，在进行画面制作的时候，主要是利用动漫制作软件将物体以及场景进行结合，从而建立起更加立体真实的画面，使其最终所呈现出的图像更加立体。三维动画的实际主要是利用计算机来完成，有效的实现了艺术的现代化发展，动画制作者利用计算机软件展开动画制作的时候可以充分发挥自己的想象力，在进行三维动画技术操作的时候十分便利，从制作动画的观点出发，在展开三维动画制作的时候应该要充分利用起二维动画的人力资源，相关技术人员仅仅通过计算机上的操作就可以实现，同时，也在很大程度上降低了动画制作的难度，缩短了动画制作的周期。

二、二维动画与三维动画的不同表现形式

（一）空间表现形式上的不同

一提起二维动画与三维动画的不同之处，首先想到的一定是在空间表现形式上。现阶段的二维动画技术主要是通过计算机输入以及编辑关键帧和中间帧来完成的，对其运动轨迹进行精准的定义，但是不管二维动画技术的画面是否够美，但是在空间表现能力上远远不及三维动画，三维动画具有很强的立体感，但无论三维动画有多强的立体感以及代入感，也都是在二维动画的基础上来模拟的三维动画效果[2]。三维动画基本上都是由相关的三维动画模拟软件在计算机上建立起虚拟的立体世界，然后经过设计者的设计，按照虚拟世界的构造以及需求进行人物以及景象的编排，最终将其串联为一长串动态画面的工作。并且，三维动画一定要具有正反两面，这样最终所体现出的三维效果才足够真实。

（二）在艺术效果表现形式上的不同

传统的二维动画大多是采用手绘的方式来完成的，这种动画制作方式需要消耗很长的时间，但是最终呈现出的动画效果更加具有艺术性，其主要是运用将现实世界人物夸张化的形式来表现动画世界当中的思想。动画造型师会根据动画当中的剧情以及剧中角色的需要来进行感官效果上的设计，使动画当中的场景尽量符合动画世界当中对于真实的定义，也尽量保证动画角色人物的丰满，在进行动画设计的时候，会充分运用到夸张以及透视的方法，这会使动画变得更加有表现力[3]。而对于三维动画来说，在设计制作方面主要是依靠计算机软件当中的模型来完成，在一定程度上脱离了事物本身的框架约束，通过科技手段尽量将画面变得真实，这样一来，便很容易达到设计者想要的立体效果，但是想要用夸张手法对其进行完美表现还是存在一定难度的。通常情况下，光线的阴影可以改变光线表现方式，同时还可以有效的起到调节场景氛围的作用，在三维动画的制作过程中，可以达到虚拟照明的效果，利用光线的阴影可以提高动画场景的动态空间艺术性。在以往的二维动画设计过程中，想要获得较为理想的艺术表现，其创作过程会非常复杂，要在角色以及场景的动态表现上下很大功夫，但也不见得可以达到理想效果。而三维动画的艺术表现更加新颖，在进行三维动画制作的时候，要先对画面当中的各个人物以及场景版块进行处理，在将其合成之后，还要进行统一的处理，尤其体现在细节处理上，其制作效率要远远高于传统的二维动画。而二维动画的制作时间相对较长，涉及到分镜头的编写，还要实现声音与动作的同步配合，因此，在录完声音之后，还要根据脚本放映的实际情况对其进行分割。需要原画师描绘设计原稿，并且对动作进行精准细致的分割，后期还要对已经完成的动画进行照片扫描，当完成扫描之后，再根据情景制作特殊效果以及声音。经过上述的分析可以看出，虽然三维动画与二维动画仅仅相差了一个字，但是其艺术效果表现形式上还是有很大区别的，三维动画的制作是尽量还原事物生活当中的原貌，而二维动画在表现形式上会更加重视意境的描述，是一种对现实生活事物本真状态的阐述，因此，二维动画想要做得惟妙惟肖其实并不容易。从二者艺术表现形式上来看，各有特色，虽然三维动漫产业的发展越来越红火，最近几年，二维动漫的产量在逐年下降，但是这并不能够否定二维动漫的艺术魅力，二者都是推动动漫产业发展的重要力量。

三、二维动画技术与三维动画技术的有效结合分析

（一）在特效方面的有效结合分析

二维技术与三维技术在创作特效当中的结合起到了非常理想的效果，例如在粒子特效方面，想要创作出一部兼具真实性与艺术性的动画作品，应该对创作技巧进行精准把握。例如，想要创作一群在深海当中游动的鱼儿，如果从采用二维动画技术对其进行创作，就需要对海底的环境以及鱼儿游水的状态进行模拟，先采用手绘的方式进行创作，然后将其进行叠加，这样创作出来的作品会显得有些模糊，与三维技术模型的效果相差很多[4]。所以，可以先采用三维动画技术对其展开制作，从而保证人物状态的真实性，然后再将其改为二维动画的原画，这种制作方式不仅仅保证了最终动画的质量，同时也在很大程度上节省了动画制作的时间。在整个动画创作的过程中，利用了三维动画技术的特点，同时也利用了二维动画技术的特点，将其进行了有机的结合。对于夸张创作手法的运用也可以恰到好处，采用三维技术创作出来的夸张动作以及景象不见得会符合大众审美的观念，这就需要动画创作人员在对其进行使用的时候要注意分寸，这样才能够起到点睛的效果。

（二）在不同场景当中的结合分析

从现阶段我国三维技术发展的实际情况来看，三维技术的渲染能力要远远超过二维技术，但同时，三维技术还有一些需要进一步改善的地方，才展开动画创作的过程中，所使用的描线效果还没有达到手绘的要求，因此，在进行远景三维动画模型制作的时候应用三维动画技术还很难达到理想的效果。而对于二维技术来说，其中长距离的表现效果较为理想，但是在进行近距离场景动画表现的时候就会显得较为淡薄，很难满足现阶段人们的审美需求。综合以上二维动画技术以及三维动画技术的优势和不足，可以在场景转化的方面对其进行互相补足应用，这样会使动画最终呈现出的艺术效果有很大的提升，经过材质处理以及材质合成之后，可以有效的弥补二维动画当中的人物角色问题以及三维场景当中配合一致的问题[5]。

四、结束语

篇5

摘要：三维动画技术应用广泛。在课件中引入三维动画，可进一步提高学生兴趣，降低知识点难度，增强教学效果。

多媒体教学技术在中学教学中越来越普及，教育工作者制作出了各种类型的丰富多彩的课件。其中就动画内容而言，平面动画较多，三维动画还比较少见。笔者对三维动画方面的问题很感兴趣，就其在中学化学中的引入及初步应用谈谈自己的体会。

我使用的是3DStudioMAX(简称3DSMAX)三维动画制作软件。它集建模、材质编辑、修改、渲染、动画制作等功能于统一的Windows界面中，是一种大型、复杂的三维制作软件。

3DSMAX对硬件环境的要求：使用相当于Pentium300MH或以上主频的CPUl28M内存，板载4M显存的3D加速显卡以及支持1024x768分辨率的17英寸显示器。这种硬件要求今天已比较普遍。操作系统最好采用WindowsNT。对于Windows98的用户，也可使用3DSMAX，但是会遇到一些问题。首先是数值输入问题，安装完成后，建立造型时，不能输入造型的几何参数，这时将S12sys．ron字体文件拷入操作系统的字体文件夹中，即可解决。其次，可能遇到内存不足的问题，解决办法是购买内存或安装一些第三方内存管理软件。

3DSMAX的窗口界面根据实际的功能大致可分为8个区域，分别是：视图显示区，下拉菜单区、工具栏、命令面板，信息状态栏、动画控制区、视图控制区、对象捕捉区。各种工具、命令名目繁多，并且都是英文专业词汇，熟悉、掌握需要较长的时间。

作为一名基层化学教师，我曾经建立了一些化学三维动画模型。

例：建立数个在空间以各种角度旋转的乙烯分子球棍模型，其中一个渐至满屏，其余隐至最远处。

1、制作碳原子模型。打开“Create”命令面板，单击“Sphere”球体按纽；在透视图“Perspective”中拉出球体，3DSMAX自动命名球体为“Sphere01”，作为C原子；打开“Modify”命令面板，在“Parameters”参数栏输入数据，修改球体半径为所需。

2、制作两个氢原子模型。同上，建立另一个球体“Sphere02”，作为H原子，两球半径比为r(C)/r(H)=30／23：选中Sphere02,按下空格键锁定选择，单击工具栏上的“Pan”按纽，按下键盘的Shift键同时用鼠标拖动球体，在弹出的“CloneOptions”对话框中选择“COPY”复选框单击“OK”确认，复制出一个与“Sphere02”完全一样的的球体。

3、制作两个连杠。按下“Geometry”命令面板上的“Cylinder''''’按钮，在透视图中制作一个圆柱体；设高、半径为所需。

同上，复制一个连杠。

4、将各部分组成一个整体。前面建立的各部分均为独立的整体，必须将它们组合为一个整体。

首先单击“SelectcandLink”按钮，在大球上按下左键，将该球拖到一个连杠上，放开鼠标键；对其余各球、连杠同样操作；

其次，按住Ctrl键用鼠标占取各物体，将五个物体全部选中，单击“Croup”菜单上的“Group”命令，在弹出的对话框中输入“乙烯片段”，单击“OK''''’，关闭对话框，这样五个物体组合为一个整体。完成乙烯分子球棍模型的一半。在场景中移动任何一个物体，组中物体都随着移动。最后使用“Attach”命令将各部分真正结合成一个实体。

5、复制乙烯分子球棍模型另一半。

6、制作一根较长连杠，将两部分连接起来。

7、将三部分连接为一个整体，即得到一个完整的乙烯分子球棍模型。

8、复制6至7个乙烯分子模型。

9、制作动画。按下动画控制区“Anim”动画记录按钮(变为红色)，移动时间滑块到50帧，将处于同等位置的数个乙烯分子边从XY平面、XZ平面、YZ平面旋转，边移至渐远，同时将一个乙烯分子各角度旋转至渐近；移动时间滑块到100帧，同样将渐近的一个乙烯分子移至满屏，并以正面呈现，其余分子移至屏幕最远；关闭动画记录。

10、单击动画控制区“Play”按钮，即可看到制作好单一个乙烯分子球模从一群分子中以各个角度飞出至满屏，其余退至最远。

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关键词：三维CAD 机械设计 参数化

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0010-01

机械设计作为工科类学生的必修课程，在工科类学生的学习体系中占有举足轻重的作用。机械设计的主要学习内容就是基本理论、基本知识以及基本方法，将这些书本知识运用于实践中，在实践过程中，更多侧重于设计技能与设计构思能力的培养。在机械学习教学中，将所学理论知识与实践进行紧密结合，让学生在实践中加强对专业课程与专业技能的巩固与运用成为了最主要的目的。因此加强机械设计课程的教学内容、教学手段与教学方式的改革是势在必行的。目前机械行业已基本实现了从手工绘图向二维CAD技术过渡。二维CAD技术已经成为了目前我国机械行业最为普遍的技术。但是随着时间的推进，二维CAD技术的弊端也日益突出，如其只能起到一个电子图板的功能，容易出现尺寸漏标、投影线生成过程复杂等问题。因此二维CAD并没有真正起到一个计算机的辅助设计作用。随着现代信息技术的提高，信息处理方式的不断智能化，机械设计也逐渐开始向三维CAD迈进，并且在实践中获得了巨大的经济效益，经受住了实践的考验。三维CAD技术开始成为机械设计技术的一个发展方向。

1 三维CAD技术概念

三维CAD技术也称之为建模技术。作为CAD技术的核心，三维CAD技术经过了多个发展阶段才逐渐发展成型，它是以三维模型为基础的，只要建造好了三维结构，那么二维模型也是信手捏来的。三维CAD技术主要包括三维转二维、三维造型与三维设计、机构运动分析与仿真、图样档案管理等。完备的三维CAD技术不仅能够满足几何图形的形状与性能要求，而且能够使其各方面的指标都达到一个完美的状态。三维CAD技术符合创造者的设计思维，能够使设计者充分发挥其想象力与创造力。三维CAD技术在机械设计中的运用不仅解决了工程绘图质量与产品设计质量等问题，而且能够使产品的运功仿真、虚拟设计等达到最佳状态。在目前的时代，掌握好三维CAD技术成为了现代机械设计人员的一种基本技能。

2 三维CAD技术在机械技术中运用优势

2.1 变量化与参数化设计的实现

进行变量化与参数化设计是进行三维设计的主要思想。传统性CAD技术知识用固定尺寸进行几何元素的定义，如果要进行图画修改的话就要进行重画，而设计作品往往都是在进行多次修改后才能生成，因此这就给设计工作带来很大的麻烦与浪费，二维CAD虽然能够具有一定程度的参数化功能，但是对于实现建立于装配环境的参数化设计还是有一定的难度。三维CAD设计中的变量化与参数化板块就能够对零件设计因某些尺寸变化而产生的变化进行自动修改，也可以对基于装配环境的参数化设计进行装配，及时是其中的某个零件尺寸出现变化，它也会使得其他的零件尺寸进行相应调整。这就很大程度上减少了修改的工作量与工作时间，减轻了设计人员的修改工作量，大大节省了时间，提高了设计速度，也避免了信息的过于繁冗。

2.2 设计作品更形象与直观

作品设计时，最原始的设想是一种立体的实体。可是因为设计手段的有限，所以设计人员很难在平面图纸上将其作品绘画出立体效果，通常是用正投影所形成的二维法来绘画三维构想。但是现在随着CAD技术的发展，在软件的辅助下，将构想中的三维作品绘画出来变得可能了。其中能使作品更形象更直观的就是三维CAD技术了。利用该技术创作出的作品能让人一目了然，并且有利于设计者进行更直观的检查工作，利用该技术还可以在设计阶段进行模拟运转与模拟装配，使作品更适合实际运用。

2.3 可以对零部件进行优化设计与有限元分析

传统的设计方法不能保证设计计算时的数据与实际工作数据的高度接近，容易导致零部件的可靠性降低，加大了危险系数，尤其是对一些形状收礼复杂的重要零件的数据。三维CAD技术能够对零部件进行有限元分析，能够对重要的零部件的数据经参数化后输入到有限元网络进行受力变形分析、形状优化分析以及振动分析。一旦结果不符合实际要求就要进行重新计算与设计，一直到符合为止。这样也就大大提高了设计效率与安全系数，降低了材料的浪费，提高产品的可靠性。

3 三维CAD技术在机械设计的运用趋势

随着三维CAD技术在机械设计中的不断发展，它也正朝着集成化、规范化与智能化的方向发展。

3.1 集成化

三维CAD技术不是一种孤立的技术，它集成了设备、计算机软硬件、网络以及数据库等。与此同时，它又与CAM（计算机辅助制造）、MIS（管理信息系统）、MRP（制造资源管理）等相关系统的集成。随着现代信息技术的飞速发展，三维CAD技术也开始逐渐实现CAD＼CAM的集成，这也是今后人们发展的一个重要热点。

3.2 规范化

规范化趋势主要表现在：数据交换格式标准化、数据模型规范化以及CAD资源规范化。三维CAD技术讲工程数据模型与几何数据作为自身系统开发的依据。

3.3 智能化

参数设计与特征造型是三维CAD智能化的重要进步与表现。系统软件不仅为人们提供一种绘画工具进行设计，而且也不再把占有线面数据存储到一起而忽略他们的内在联系。参数设计与特征造型的引进已经成为了软件作为人们好帮手的重要依据。

参考文献

[1] 董云飞.浅谈CAD技术在工程设计中的应用[J].山西建筑，2004（3）.

[2] 王其芳.三维CAD技术对机械设计的影响[J].煤矿机械，2007（4）.

[3] 张锋，庞应周.三维CAD技术在机械设计中的应用[J].科技向导，2010（23）.

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2011年9月27日至30日，在上海举办的中国国际缝制设备展览会上，力克展示了如何将最新技术与时尚专业知识相结合，如何简化并提高服装开发过程的效率。

“Modaris®是目前世界上使用最广泛的服装打版及放码软件。它是法国及意大利主要奢侈品品牌所使用的标准软件，同时也被全球不同类型的时尚及服装企业所广泛使用。”力克首席执行官 Daniel Harari 说道，“作为40年来时尚行业的领导者，力克在创建适用于全球时尚行业的三维虚拟原型解决方案上进行了大量的研发。Modaris®V7 将三维技术作为时尚开发的核心，帮助时尚企业优化产品系列概念的开发阶段，以确保企业收益及提升企业竞争力。”

始终如一的适身度是各大品牌提高客户忠诚度的关键差异化因素。使用3D作为通用语言是手动原型制作的理想替代方案，可以加快产品开发过程并提高适身度。使用Modaris®V7，在绘制好样版草图后可以立即浏览特定面料的三维图样。在屏幕上所作的任何调整可直接修改到平面样版。平面和三维模式的修改都是实时可见的。这一互动过程极大地降低了原型制作成本、缩短了开发时间，同时为公司提供了尽快做出决策以及保持市场领先地位所需的控制权和灵活性。这对于必须严格控制进度和成本，同时满足不同体型消费者需求的公司具有尤其重要的意义。

Modaris®及其三维技术的效率非常之高，首批采用者表示采用Modaris能够减少一半甚至更多实物样品。在某些情况下，这意味着针对每件服装只需制作一个原型。在公司决定是否投产某种产品时，Modaris®也发挥着非常重要的作用。

深受意大利主要品牌欢迎的意大利打版开发公司Prontomodel称Modaris®帮助其公司大约减少了50%甚至更多实物样品。该公司负责人Massimiliano Trambaioli说：“非常高效，现在我们就每件衣服只需创建一个实物原型，因为虚拟样版的效果非常好。”

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【关键词】 三维打印 应用前景 发展趋势

三维打印（Three Dimension Printing，简称3DP）属于一种快速成型（Rapid Prototyping，简称RP）技术，是一种由CAD（计算机辅助设计）数据通过成型设备以材料堆积的方式制成实物的技术。三维打印技术不需要使用传统的加工器械即可快速、精确地制造零件或模具，从而有效地缩短产品研发周期、提高产品质量、缩减生产成本。三维打印技术改变了传统的零件生产模式，减少了制造企业对生产空间的要求与廉价劳动力的需求，其推广应用将对传统的零件生产模式带来颠覆性的影响。

一、三维打印技术分类及优势

目前比较典型的三维打印快速成形技术主要分为三种：粉末粘结三维打印、光固化材料三维打印与熔融材料三维打印。

1、粉末粘接三维打印

粉末粘结三维打印是目前应用最为广泛的三维打印技术。其工艺过程如下：首先，在工作平台上均匀铺洒单位厚度的粉末材料；其次，依据实体模型离散层面的数字信息将粘结剂喷射到粉末材料上，使粉末材料粘结，形成单位实体截面层；再次，将工作台下降一个单位层厚；最后，重复第一步至第三步，逐层堆砌，形成三维产品。粘接三维打印技术的优点一是成型速度快，二是由于粉末本身可以作为支撑，因此不需要加入额外的支撑结构。其存在的缺点是，通过粉末粘连成形的零件精度和强度偏低，一般需要后续工艺提高其强度，但后续处理工艺会导致零件体积收缩，变形严重。目前ZCorp公司的粉末粘结三维打印机占据市场主导地位。

2、光固化三维打印

光固化三维打印又称光敏三维打印，该技术使用液态光敏树脂作为原料制作零件模型，然后利用紫外光对其进行固化。其工艺过程如下：首先，根据离散的虚拟实体截面数据，喷射形成单位厚度的实体材料与支撑材料截面；其次，使用紫外光照射使截面固化；再次，不断重复上述过程，直至完成零件实体与支撑实体；最后，通过后续处理清理支撑实体，得到零件。光固化三维打印结合了光固化成形与喷射成形的优点，提高了零件的精度并降低了生产成本。目前，光敏三维打印机市场由美国的3Dsystem公司与以色列的Objet公司垄断。

3、熔融材料三维打印

熔融材料三维打印成形原理和工艺过程与光固化三维打印成形的原理和工艺过程类似，但熔融材料三维打印技术是通过直接喷射熔融态的热塑性塑料打印成形的，省略了紫外光照射固化工序。虽然简化了工艺，但熔融材料三维打印对成形设备与喷头性能的要求更为苛刻，而且目前可供其选择的支撑材料极其有限，从而制约了这种工艺技术的市场扩张。

三维打印技术是快速成形技术中的一种，除三维打印外，目前技术成熟、应用比较广泛的商业化快速成形工艺还包括光固化/立体光刻成形（SLA）、选择性激光烧结成形（SLS）、堆叠实体制造（LOM）、熔融堆积成形（FDM）等。SLA、SLS、LOM快速成形技术需要配备价格昂贵的激光系统，与之相比三维打印快速成形设备具有价格相对便宜、运行成本低、易于维护的优势。FDM技术成形材料单一，成形温度区间短，与之相比三维快速成形技术具有成形材料种类多、成形温度区间长的优势。此外，三维快速成形技术实现过程简单，基本无生产污染，适合大规模推广应用。因此，三维打印技术被认为是最具生命力的快速成形技术，发展潜力巨大，应用前景广阔。

二、三维打印材料与设备

打印材料的适用范围决定了三维打印技术的应用广度，成形设备的打印精度、打印速度等性能决定了三维打印技术的应用深度，设备与材料的相容性则决定了三维打印技术的应用边界。不同的材料物理化学性质不同，对应的预处理过程、打印过程、工艺参数也有所差别。因此，不同属性的材料必须配备相应的打印机，即设备与打印材料是绑定的。

目前，3D打印机设备主要提供商有ZCorporation、Objet、Stratasys、3Dsystems等，Stratasys公司与3D Systems公司是3D打印设备两大巨头。Stratasys公司近期收购了以色列的Objet公司；3D Systems公司2012年初完成了对Z Corporation 的收购。为表述方便，仍采用未收购前的公司及产品名称。ZCorporation公司自1995年开始研发粉末粘结成形三维打印快速成形设备，目前公司已成功开发出具有成形速度快、成形色彩范围广和成形尺寸大等特点的多个系列的三维打印快速成形机，成形材料包括容易获取的石膏、橡胶、淀粉、石蜡和铸造砂等。Objet公司成立于1998年，公司致力于开发光固化三维打印快速成形设备及相关的成形材料。2007年，Objet公司推出的Eden系列产品获得市场广泛认可。目前，Objet公司已经成功开放出具有不同性能的多种光敏树脂打印材料。Stratasys公司成立于1989年，公司致力于研发熔融材料三维打印设备与材料，在全球市场份额较大，公司近期推出了采用多种颜色的ABS成形材料和水溶性支撑材料的Dimension1200es系列高端打印机。3Dsystems公司1999年推出了首台以石蜡为成型材料的热喷式三维打印快速成形机，这种打印机的成本和材料均较为低廉。此后，3Dsystems公司又研发了成型精度高的以热塑性塑料为成型料的热喷式三维打印快速成形机和以光敏树脂为成型料的三维打印快速成形机。除了生产销售专业打印机外，ZCorpration、Objet、Statasys、3Dsystem等公司也积极研究开发低价位、小型桌面化的快速成形设备，促使桌面三维打印设备市场进入快速成长期。

三、三维打印的应用

随着三维打印快速成形设备功能的不断改进与打印材料的不断开发，三维打印的应用范围将逐渐拓展。尤其在机械加工、医学工程、家庭消费等领域应用空间巨大。

1、机械加工领域

三维打印快速成形技术可以用于快速制模与快速制造。ZCorporation公司生产的粉末粘结三维打印快速成形机能够快速地制造出可直接浇铸低熔点金属的铸造模。三维打印快速成形技术可以直接将陶瓷粉和金属粉粘结成形，然后通过烧结固化、渗入低熔点金属等工艺获得陶瓷或金属零件，也可以直接喷射熔融的陶瓷悬浮液或金属液进行打印，再经过简单的辅助处理得到陶瓷或金属制件。

由于受到打印材料、打印尺寸的约束以及设备精度低导致的成品性能降低，目前三维打印的金属制件大多局限于部分低端制造业领域，但随着打印机价格的下降及设备精度的提高，三维打印在机械加工领域的应用范围将不断拓展。三维打印机的应用将降低零部件生产的技术门槛，同时减少零部件生产对劳动力的依赖。未来，伴随三维打印的普及，那些依靠廉价劳动力获得生存空间的低端制造企业的比较优势将会逐渐消失，而无一技之长的劳动力也将面临更加严峻的就业压力。

2、医药工程领域

运用三维打印技术可以快速精确地制造人体的器官模型。借助器官模型，医生可以对患者进行病情诊断。同时人体器官模型可以帮助医生充分进行术前讨论，以寻求最佳的手术治疗方案，从而能有效缩短手术时间，降低手术风险。由于医用模型的应用易于推广，该市场在发达国家正迅速扩张。除了医用模型，利用三维打印还可以制造出高效药品。由于药品的尺寸形状相似度高，且成形工艺过程易于移植，应用前景广阔。美国科学家已成功利用三维打印快速成型技术制造出可供口服的可控释放药片。三维打印也可制造出人工骨骼，将可降解的工程材料作为打印材料，利用三维打印设备制作成携带活性因子且疏松多孔的人工骨骼，当人工骨骼植入生命体后，经过一段时间的降解、钙化，可被生命体完全吸收并形成新骨，其有效性已经在动物实验中得到了验证。

3、家庭消费领域

早期的三维打印机主要面向工程与医药领域，且价格昂贵、功能单一、体型硕大，严重制约了其在家庭消费领域的应用。但随着面向家庭与个人应用的桌面三维打印机的问世，三维打印家庭消费市场逐渐升温。随着面向家庭应用的三维打印机的的价格不断降低，功能日益多样化，三维打印机在家庭消费领域的应用将迅速扩大。以食品领域为例，2011年，康奈尔大学的创新机器实验室研发出一台三维食物打印机，用它可以制作出巧克力、棉花糖甚至蛋糕。2012年，宾夕法尼亚大学的科学家使用三维打印机技术在实验室打印出了人造肉，鲜肉组织可在糖类物质构成的框架上生长，口感与真肉十分相近。虽然三维打印食品仍处于实验阶段，但是近期研究成果显示其在食品领域具有广阔的应用前景。

四、三维打印的前景展望

1、材料多元化

制约三维打印快速成形技术应用推广的主要因素是成形材料的特殊性与成形设备的适用性。目前可用于商业化三维打印快速成形的材料主要包括高分子材料、无机非金属和金属材料。虽然高分子材料在商业化三维打印机已经得到广泛应用，但其他材料的应用仍处于探索阶段。有限的可选择的打印材料限制了三维打印技术的推广。而随着技术的进步，可利用材料的种类越来越丰富，未来将出现更多具有良好综合性能的成形材料，为三维打印技术的推广提供了良好的支撑。

2、产品应用领域扩大，性能提高

随着可供选择的打印材料的不断扩充，三维打印机能够打印出来的实体将不断增加，应用领域将不断扩大。更为重要的是，随着新工艺的开发和设备的改进，产品的尺寸精度与性能将进一步提高，对低端制造业的冲击将逐渐显现。

3、专业打印机与个人打印机并行发展

在商业领域，拓展三维打印设备的体积以容纳更多零部件是拓展市场的前提。而个人应用领域，面对消费者个性化的需求，将会出现外形更为小巧，更加经济实用，适合办公室工作环境的机型。

虽然目前三维打印技术制造的商品在整个全球制造业中所占的比重微不足道，三维打印技术的应用受到各种制约，比如材料限于特定的塑料、树脂和金属，精度只能达到微米级，但是随着研究的深入与技术的进步，打印材料将会更加多样性，设备功能将会更加完善，三维打印的应用领域将不断扩大，并对传统生产方式产生深远影响。

【参考文献】

[1] 刘厚才、莫健华、刘海涛：三维打印快速成形技术及其应用[J].机械科学与技术，2008（9）.

[2] 刘海涛、莫健华、黄冰：一种用于三维打印系统的光敏预聚物的合成[J].高分子材料科学与工程，2008，24（12）.

[3] 伍咏晖、李爱平、：三维打印成形技术新进展[J].机械制造，2005（12）.

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【关键词】三维激光扫描；虚拟现实；技术；发展

虚拟现实有很多种定义，一种比较有概括性的定义是：虚拟现实是一种非常强大的高端人机接口，包括通过视觉、听觉、嗅觉和味觉等多种感觉通道的实时模拟和实时交互。虚拟现实有三个关键特征，包括：实时的交互性（Interaction），实时指计算机能探测到用户的输入并同时修改虚拟世界；交互性有助于产生沉浸感（Immersion），即让用户感觉到置身于屏幕所显示的情节中；要实现虚拟现实的交互性和沉浸感，以及要在实际应用中更好地解决问题，在很大程度上取决于研究者和设计者的想象力（Imagination）。因此，交互性、沉浸感和想象力够成了虚拟现实的基本特征，也就是“3I”特性。虚拟现实技术在发展的过程中，还有一些障碍，其中一大障碍来源于繁琐的三维建模。

三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命。它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势.三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高精度高分辨率的数字地形模型。由于其具有快速性，不接触性，穿透性，实时、动态、主动性，高密度、高精度，数字化、自动化等特性，其应用推广很有可能会像GPS一样引起测量技术的又一次革命。

1.应用三维激光扫描技术的虚拟现实技术与传统虚拟现实技术的不同

传统虚拟现实技术中的视景生成办法比较简单，如图1所示。

图1流程仅解决了视景定性分析及模拟过程，但足以在可视化环境中实现虚拟现实应用的功能仿真，至于仿真结果的可逆行工作则受到局限，因为缺少对真实现实的精确测绘及全面的实测数据，因此很难解决视景仿真的精确定量分析、逆向还原及用于定量分析真实目标结构特性，说的更确切点，三维激光扫描技术真正解决了面向目标的三维可视化重建及逆向工程的双性职能，这必将为虚拟现实技术的更广泛应用开辟全新的应用领域，同时，也是对传统虚拟现实技术瓶颈的突破及扩展。具体流程如图2所示。

2.三维激光扫描技术将拓展虚拟现实技术的应用内涵

从应用角度考虑，由于采用了三维激光扫描测绘技术与虚拟现实技术的完美结合，进而使正向工程更加精确及数据可操作化，同时也在逆向工程及快速还原应用中增加了革命性的跨越。

三维激光扫描测绘技术是通过激光脉冲发射到真实视景中，经过激光发射及逐点测绘，将对象坐标系统及物体的结构形态直接生成到电脑中，然后经过点云处理及三维实体建模，最终重建出真实视景世界，它的技术特点是：所有采集的真实世界都是由精确数据做保证的，同时又可以结合图形图象技术再现实景。

图3是采用三维激光扫描技术重建的模型及视景环境，他们都是从相应的VR用例资料中截取的，从图中我们看不出与传统虚拟现实应用的区别，因为他们都具有虚拟现实应用的沉浸感、人机交互操作能力、过程仿真能力等，但由于采集实景的技术及三维重建的手段不同，进而应用深度及广度具有很大区别。

3.由三维激光扫描测绘技术重建的虚拟现实的优势

由三维激光扫描测绘技术重建的虚拟现实内容都是基于精确数据做支撑的，它除了具备传统虚拟现实内容的所有功能及要素外，其本质区别还在于：

——所有虚拟实体或实景模型都可以进行各种的测绘、分析、计量等，而传统虚拟现实技术是很难做到的。

——所有视景内容都是真实世界内容的高精度复制，任何计量数据或测绘数据都可以达到从0.005mm到1.5mm的精度值。

——所有虚拟实体及实景都可以直接应用于各种数据分析、模拟、逆向工程、快速还原、立体编辑、二维制图还原等。

——所有虚拟实体及实景都可以直接进行对真实物体的复制、校验、修复、检测、加工、测试、仿真工程，并且直接被目前国际流行的各种应用软件所调用，如：有限元分析、流体力学分析、CAD、三维设计、模具加工、工艺检测、设备维护、产品翻新、仿制仿研、计量测绘、形变分析等等。

4.三维激光扫描技术与虚拟现实技术的结合应用前景

充分利用现代信息技术的成果来加速、高效、低成本、高质量、更精准的实现不同应用领域的相关任务，这是目前国际上虚拟现实应用的重要特征。如果说传统虚拟现实技术还仅仅是初期信息工具描述现实活动的新生事物，那么三维激光扫描技术的引入将使虚拟现实技术变得更精准，更贴近人们的具体期望。

现今人们更关注的是如何改进业务流程，并持续地构建富有创新性的产品及概念，提高效益及数据整合手段，加快产品进步、提升质量及改进改造的时间。要实现这些，必须最大限度地使用研发及制造领域的活力之源，即：数字化及获取数据的手段。以便让这些数据在企业中处于最佳的使用效率，以实现工作成效的最大化。

参考文献

[1]郭葆锋，肖大威，孙季丰.数码城市三维景观虚拟现实技术[J].四川建筑科学研究，2007（6）：374.

[2]李晖，吴禄慎.三维激光扫描技术在虚拟现实中的应用[J].南昌大学学报（工科版），2007（10）：289.

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关键词：结构设计；三维CAD技术；应用

近年来，随着科学技术水平的逐步提高，信息技术正处于日益发展中，在电子技术与计算机技术基础上，产生了三维CAD技术，该技术对结构设计具有现实意义。但值得注意的是，三维CAD技术更多的被运用在机械类结构设计中，通过将三维CAD技术合理的运用在结构设计中，有利于结构间相互配合，从而增强了产品的质量与技术含量，为提高我国现代化工业水平奠定良好基础。基于此，在结构设计期间，应该合理的利用三维CAD技术，通过充分发挥该技术的作用，从而促进提升结构设计效果，为优化产品质量创造有利的条件。

1三维CAD技术的优势分析

随着科学技术水平的不断提升，进而产生了三维CAD技术，对于该技术而言，主要包含了三维造型、机构运动分析和三维设计等内容，该技术在诸多领域的运用，通过发挥虚拟和仿真等的作用，可以满足性能以及几何形状等的要求，能够让产品的各个指标更加符合规范。当前，在结构设计过程中，通过运用了三维CAD技术，有利于提高产品的质量与科技含量，比如，在机械结构设计时，采取三维CAD技术对产品的结构加以设计，由于三维CAD技术与二维技术相比功能更加强大，所以结构设计质量有所保障，因而在零件加工中也有助于提高机械产品的整体质量。

同时，在结构设计期间，设计人员不但要完成设计任务，而且要对部分零件予以改装，确保结构设计更加具有科学性与合理性，所以结构设计是个复杂的过程[1]。但是，将三维CAD技术利用在结构设计中，因为三维CAD技术更加完善，系统的功能更为健全，在具体设计时，设计速度更快，能够提高到4倍以上，缩短了结构设计的时间，并且设计质量也有所保证。总之，三维CAD技术有很多的优势，将其运用在结构设计中对提升设计质量具有主要作用，也为推动行业发展提供了坚实的保障。

2三维CAD技术在结构设计中的具体应用

2.1制作装配图

当前，由于三维CAD技术有很多的优势，所以被广泛应用在诸多领域，以机械行业为例，在结构设计过程中，三维CAD技术作为比较核心的辅助工具，将其应用在制作装配图中，对最大限度的提高设计质量创造了有利条件。在实际运用CAD技术制作装配图时，设计人员认真地分析零部件结构，合理的利用CAD软件中的三维编辑功能，当鼠标运动到某一具置时，然后将零部件的装配制定到该坐标处，从而以最快和最准确的方式完成装配图的制作，也达到了良好的结构设计效果。

2.2制作产品的零件和装配图建模

在结构设计时，为了保证设计质量，需要充分发挥三维CAD技术的重要作用，在制作产品的零件和装配图建模阶段，通过正确的运用三维CAD技术，将该技术运用在制作产品的零件和装配图建模中，从而为提高产品结构设计整体效果具有现实意义。CAD技术将线框、表面和实体建模作为主要方式，然而，三维CAD技术与其相比有很大的差异性，该技术还兼具圆锥形、立方体和环状体等六大建模体系，将三维CAD技术应用在机械产品结构设计中，对不同类型的零件予以实体建模发挥了关键作用，尤其是在对零件进行分解过程中，采用了交、并和差等布尔运算，能够更好的对机械零件的三维造型实施实体建模。当对产品的零件进行了实体建模之后，借助于CAD软件对相关资料予以合理的整理与分许，进而整合出最为科学的机械装配图形，不但提高了结构设计质量与效率，而且保证了产品的整体质量。

2.3检查零部件设计情况

在将三维CAD软件运用在结构设计过程中，设计人员借助于动画播放或是建模的形式，可以快速、比较直观的演示机械产品零部件实际装配状况，也有利于利用资源查找器修改机械产品中的某部分零件，对产品模型予以重新构建，检查零部件的设计情况，继而有效的增强了机械零件间适配的性，也在一定程度上防止零件存在误差，从而最大程度的降低了机械产品在装配存在问题。其中设计人员利用三维CAD软件系统可以对整体装配予以合理的调整，所以能够呈现出不同形状结构的实体建模，一旦发现问题，进而立即对机械零件结构设计与装配加以调增，从而保证了结构设计的整体质量。因此，在结构设计期间，通过加大三维CAD技术的利用力度，能够实现对零部件设计情况加以检验的效果，以自动化的方式对零部件予以检查，并且直观的观察设计状况，不但缩短了设计的周期，而且也最大程度的提升了产品质量。

3结语

我国作为工业大国，工业的发展为社会经济增长发挥了关键作用。在机械、汽车和电子领域，为了优化产品结构，进而创造出高品质的产品，必须对结构进行合理的设计，那么，在结构设计期间，需要利用到计算机技术与电子技术等，实现对产品结构的优化。在行业发展过程中，企业需要对产品结构进行设计，进而制造出质量更高的产品，继而满足市场的需求，那么，在结构设计期间，应当采取合理的技术，为提高结构设计效率奠定良好基础。由于三维CAD技术具有很多的优势，所以需要将三维CAD技术合理的应用在结构设计中，从而为提高结构设计质量发挥主要作用。

参考文献：

[1]倪广树.结构设计中三维CAD技术的应用[J].中国机械,2014(06):198-199.

[2]龚凤华.浅析CAD技术在钢结构设计中的应用[J].城市建设理论研究（电子版）,2013(14).