油泥模型逆向工程设计研究

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一、油泥模型制作在逆向设计程序中的重要作用

逆向设计程序有三个基本步骤。一是概念设计，由设计师绘制效果图。二是模型阶段。效果图只是设计的初步概念，必须根据效果图制作油泥模型来反复验证设计的可行性。三是基于模型的数据采集与重构阶段。这一阶段通过采集油泥模型上的数据，进行数据重构来制作样机，最后用样机测试设计成果。从以上逆向设计程序不难看出，构建油泥模型衔接了创意设计与数据建构环节。油泥模型是根据设计图完成的，又是下一步工作数据采集与重构的基础。此阶段牵涉到产品设计实物化的造型、结构与功能表达，决定了产品实物化的效果。

二、油泥模型的制作程序

油泥模型是逆向设计中的关键环节。下面以重庆比阳产品设计公司的实际项目KB904小型发电机设计的油泥模型制作程序为例，分析逆向设计中油泥模型的具体应用，进而优化产品设计。(一)准备工作。1.搭建模型平台。逆向工程中油泥模型制作的第一步是搭建一个模型平台。此阶段，设计师必须全程参与，以确保模型能反映出设计想法。设计师需要制作1:1准确尺寸的网格图作为模型制作的形态参考。同时，工程师需要进行结构及位置验证，以确保零件之间不会发生干涉，确保产品内部的尺寸和结构件的位置，使产品结构能顺利实现。在该项目中，KB904机芯系统的尺寸、框架为基本固定，可以用原有机芯加代木等填充材料搭建模型平台。2.工具准备与烘烤油泥。油泥模型制作常用的工具有刮刀、刮片、测量仪器等。油泥需要烘烤变软后才能开始制作。软化油泥一般是将油泥放在烤箱里均匀加热到60℃左右，使之到达合适的软度便可使用。(二)确定模型外形——填敷与刮制成型。1.填敷油泥确定外轮廓。准备工作做好后，就可以在初胚上开始填敷油泥了。此阶段需要模型师与设计师沟通，主要探讨模型的形态表达是否符合设计师的形态诉求。填敷的具体过程是一层接一层地贴泥。在填敷时，第一层油泥不要敷得太厚，以免敷得不紧凑而脱落。为了更好地敷填，可以在填充材料上用刀具掏些小孔，然后按照面的关系用推压的方式上泥。这样有利于挤出油泥里的空气。填敷油泥的主要方法是用大拇指和手掌缘向前推进填敷，每次可敷2～5mm厚。填敷到大形与设计图基本差不多时，根据1:1的网格图用手将多余形态处的油泥抠掉，形态不足的填敷，直到基本达到较理想位置。初步成形阶段主要确定的是外轮廓的最高高度，不追求形态的细节变化。2.油泥模型粗刮。模型初步成形后，模型师要根据1:1的效果图把大体的形态用刮制的方式找出来，使形态更加准确。此阶段追求形态的细节变化准确，主要有粗刮与精刮的过程。在刮制的过程中，按照先大面、后局部的步骤进行，从确定了的基本部位开始造型，细节在整体成形基本完成后制作。粗刮油泥，根据模板或图纸，去掉凸出的多余部分，将凹陷的地方填补起来，塑造模型的基准面以确定大形。在粗刮油泥的过程中，模型师头脑中要始终保持完整的形状，需要多次测量图纸，直到刮出基本形状，就可以开始精刮了。3.精刮完成图纸的实物化。精刮阶段除了要确定形态的准确外，还应使模型表面光滑。此阶段一定要多次对比图纸，分析特征线、参考点，以确定准确的形态。在制作时，模型师还可以用1:1的网格图纸配合测量工具随时检测外形的准确性。此阶段基本上是用胶条配合各式刮刀进行刮切，使模型形态与设计图纸一致。最后，模型师要用薄刮片修整模型，使其表面光滑。刮除的油泥冷却后很快就会硬化。这些使用过的油泥也可以回收后再反复使用。经过精刮后，油泥模型就完成了最初设计图纸的实物化表现。(三)形态的修改与验证。油泥模型制作完成后，需要进行形态验证。此阶段，模型师、设计师、结构师需要共同到场，反复沟通，验证设计的可行性。模型师主要与设计师、结构师一起评审设计中结构、功能需要完善与修改的地方。需要确定的内容有外观造型的分模与脱模情况，结构、加工的可实现性等问题。经过多次评审验证后，油泥模型需要根据评审验证要求进行修改与调节，直至甲方确认。在本案的油泥模型制作中，操作面板、拉环位置以及顶部油箱盖等经过了多次修改，一些局部造型也和原效果图设计方案产生了一定的变化，才达到最终的油泥模型状态。

三、结论

油泥模型制作环节是逆向程序中对设计创意概念进行实物化体现的第一步，是产品开发中产品实物化的检验探索阶段，也是设计师与工程师沟通的桥梁。逆向工程在油泥模型制作过程中对产品的形态、结构、功能的不断推敲与修改，是使最终形成产品更加完善的重要因素。设计师和工程师在此阶段能有效地解决设计和制造之间的矛盾。因为造型设计与工程设计在设计思维上存在较大差别[2]，所以，对油泥模型制作的意义与程序进行分析、研究是非常有必要的。对油泥模型制作的剖析能使之更符合产品开发的目的，为产品设计服务。

参考文献：

[1]丁松阳.软件逆向工程技术与应用[M].北京:经济管理出版社,2013.

[2]王贞,赵江洪.基于可信性的汽车造型设计方法研究[J].包装工程,2014,35(8):30-34.

作者:黄诗鸿 单位:重庆工业职业技术学院