現(xiàn)代摩托車設(shè)計(jì)中油泥模型應(yīng)用的思考

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摘要:摩托車覆蓋油泥模型設(shè)計(jì)是摩托車整體設(shè)計(jì)開發(fā)中的重要一環(huán)。制作合格的油泥模型不僅是對(duì)設(shè)計(jì)理念完整展現(xiàn)，也會(huì)給后面階段的三維測量、模具制作提供科學(xué)、準(zhǔn)確、具體的數(shù)據(jù)。合格的油泥模型制作與摩托車整體設(shè)計(jì)開發(fā)成敗有著緊密關(guān)聯(lián)。本文主要對(duì)摩托車油泥模型制作過程進(jìn)行深入研究。

關(guān)鍵詞:油泥模型;摩托車;應(yīng)用研究

0引言

產(chǎn)品模型在現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其開發(fā)過程中的作用十分重要。在現(xiàn)代摩托車油泥模型中不僅融合了設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念，同時(shí)也包含著摩托車油泥模型設(shè)計(jì)者對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)。［1］。摩托車油泥模型的設(shè)計(jì)及制作是摩托車造型的關(guān)鍵部分，同時(shí)也是設(shè)計(jì)理念轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的橋梁。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，摩托車制造工藝不斷革新，但是油泥模型制作技術(shù)仍處于一個(gè)不可動(dòng)搖的位置。

1油泥模型的定位

目前一般可以將摩托油泥模型分為三類，其分別是:創(chuàng)意模型、工作模型以及樣機(jī)模型。其中摩托車油泥創(chuàng)意模型主要指的是摩托車產(chǎn)品創(chuàng)意的雛形。創(chuàng)意模型制作的主要是要將摩托車設(shè)計(jì)的整體性狀以及體量關(guān)系表達(dá)出來，并不會(huì)注重到摩托車設(shè)計(jì)的具體細(xì)節(jié)，而且創(chuàng)意模型也便于修改。在摩托車產(chǎn)品技術(shù)的設(shè)計(jì)階段制作的模型被稱作是工作模型，主要是在設(shè)計(jì)的過程中通過視圖反映在二維設(shè)計(jì)圖上，并且需要使用三維模型對(duì)油泥模型設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)，外部形態(tài)以及細(xì)節(jié)進(jìn)行處理，以使之符合要求。在摩托車產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最終階段制作的模型被稱之為樣機(jī)模型，具有真實(shí)產(chǎn)品所有的外觀效果，并要求能夠體現(xiàn)出真實(shí)產(chǎn)品的各種功能。以上三種摩托車油泥模型是在摩托車產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不同階段制作的。但是，就三種模型設(shè)計(jì)而言，創(chuàng)意模型是經(jīng)過嚴(yán)密思考，將設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念以實(shí)物的形態(tài)展現(xiàn)出來，因此也是最重要的環(huán)節(jié)。在進(jìn)行工作模型以及樣機(jī)模型制作的過程中，一般制作的尺寸都會(huì)比較大，這樣可以使摩托車產(chǎn)品設(shè)計(jì)師充分感受到設(shè)計(jì)產(chǎn)品的尺度感。摩托車油泥模型在摩托車產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中發(fā)揮著重要的作用，因此，對(duì)摩托車油泥模型技術(shù)進(jìn)行研究具有重要意義。

2油泥模型加工材料和工具

在進(jìn)行油泥模型制作的過程中經(jīng)常使用到的主要原料有:油泥、金屬條以及噴漆等。制作油泥模型的主要工具，經(jīng)常使用的有刮刀以及刮片等。

2.1油泥

工業(yè)油泥具有性質(zhì)穩(wěn)定、質(zhì)地細(xì)膩、受溫度影響變化小以及色彩一致的特點(diǎn)，在模型制作中易刮削和填敷，展示效果良好。在一般情況下，處于室溫狀態(tài)的油泥難以進(jìn)行加工制作。因此，在利用工業(yè)油泥制作模型時(shí)，首先需要對(duì)工業(yè)油泥進(jìn)行加溫軟化工作。但是，在這個(gè)過程中我們也應(yīng)該注意到在對(duì)油泥進(jìn)行加熱時(shí)往往會(huì)導(dǎo)致油及蠟質(zhì)的流失，影響油泥的整體功能。這就要求在對(duì)油泥進(jìn)行加工的過程中，在冬季應(yīng)該將室內(nèi)溫度保持在恒定溫度，夏季進(jìn)行加工時(shí)應(yīng)該選擇陰涼以及通風(fēng)環(huán)境較好的地方。

2.2泡沫

在油泥模型制作中一般使用高密度的硬質(zhì)泡沫作為模型的模芯和骨架，使油泥的利用不僅充分而且節(jié)省了投入。在進(jìn)行摩托車油泥模型制作的過程中，選擇品質(zhì)較好的泡沫材料，能夠確保泡沫能夠?qū)⒛拘疽约坝湍噙M(jìn)行完美粘結(jié)。除此之外，在進(jìn)行模型制作的過程中，也可以將優(yōu)質(zhì)的泡沫作為油泥的替代物進(jìn)行填充。這樣可以有效地降低模型在制作的過程中工作人員的工作強(qiáng)度。

2.3板材和鐵條

油泥模型的模芯龍骨是由木材和鐵條組成的，將泡沫覆蓋于其上，可以承受各種負(fù)荷。

2.4油泥模型加工工具

在進(jìn)行摩托車油泥模型制作的過程中，一般使用刮刀和刮片作為最主要的制作工具。在摩托車油泥模型制作的過程中，一般都會(huì)將刮刀作為主要的加工工具，根據(jù)模型加工的需要刮刀被分為大、中、小三種。在模型制作的過程中根據(jù)不同刮刀所起到的作用，又可以將刮刀分為平面刮刀、弧形刮刀等諸多種類。在油泥模型制作過程中，根據(jù)不同的制作階段所使用的刮刀類型也截然不同，例如在模型粗刮削階段使用的一般是平面刮刀，在平面刮刀難以處理的曲面或凹形面主要使用圓弧刮刀。在進(jìn)行模型制作時(shí)，刮片多起到的主要作用是對(duì)模型進(jìn)行平整，使整個(gè)模型看起來更加流暢。

2.5油泥處理設(shè)備

在模型制作的過程中，一般使用加熱以及回收設(shè)備對(duì)油泥進(jìn)行處理，如圖3所示。在進(jìn)行油泥加工時(shí)，最常用的油泥加熱裝置是專用烘箱，油泥烘箱在使用時(shí)具有熱容量大，安全性高以及溫度控制精確等特點(diǎn)。在油泥模型制作過程中被刮削的油泥可以使用油泥回收機(jī)集成片狀后加熱再利用。但是，在油泥回收時(shí)務(wù)必要將油泥中存在的雜質(zhì)剔除出去，從而提高在利用的效果。

3等比例摩托車油泥模型的制作流程

按照最終通過評(píng)審的效果圖制作等比例的油泥模型，可以真實(shí)的展示設(shè)計(jì)效果、比例尺寸［2］。油泥模型制作的主要流程如下。

3.1等比例膠帶圖制作與標(biāo)點(diǎn)

在進(jìn)行油泥模型制作的過程中膠帶圖也被稱作線圖。線圖進(jìn)行設(shè)計(jì)效果圖和模型之間連接的橋梁，是將設(shè)計(jì)效果圖轉(zhuǎn)化為模型的必經(jīng)環(huán)節(jié)，如圖2所示。一套完整的摩托車油泥模型膠帶圖包括了測試圖、俯視圖、前后視圖、45度視圖、零部件視圖以及局部放大圖。膠帶圖的制作主要是由黑色膠帶固定在平面上根據(jù)效果圖的要求制作而成的，將設(shè)計(jì)理念中的摩托車部件以線的形式表現(xiàn)出來，膠帶圖制作完成之后，在提煉出的特征線上標(biāo)注出XYZ坐標(biāo)點(diǎn)。

3.2摩托車車架的制作與設(shè)定

在摩托車新產(chǎn)品車架制作過程中，經(jīng)常使用的方法有兩種:其一是制作一種全新的車架，其二是在已有車架的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，形成新的摩托車車架。目前，全新的摩托車車架制作比較少，多數(shù)摩托車車架是在現(xiàn)有的車架上進(jìn)行修整得來的。車架設(shè)定主要指的是將滿足模型制作要求的車架的各處柔性連接轉(zhuǎn)換為剛性連接，將車架固定在三坐標(biāo)劃線機(jī)或CNC化工設(shè)備上，保證車架的中線垂直、左右水平。

3.3模芯的制作

在摩托車油泥模型制作環(huán)節(jié)中，模芯主要使用硬質(zhì)泡沫、片鐵以及大芯板組成。模芯的制作要嚴(yán)格按照效果圖進(jìn)行，并且模芯的位置和大小應(yīng)該與整個(gè)模型相匹配。在進(jìn)行摩托車模型制作的過程中，其主要的部件主要包括油箱以及擋泥件等。制作精致的摩托車模型不僅可以在模型制作的過程中節(jié)省油泥，同時(shí)要能夠?qū)⒛ν熊囋O(shè)計(jì)的整體效果展現(xiàn)出來。在實(shí)際制作的過程中，模芯應(yīng)該大小適當(dāng)，確保能夠?yàn)橘N敷留有足夠空間，一般會(huì)給油泥留下10～15mm厚度。

3.4填敷油泥、CNC加工、人工修改

在模型制作完成后接下來的步驟就是在模型的表面上覆涂油泥，這是油泥模型制作中十分重要的環(huán)節(jié)。在油泥覆涂中并不直接用大塊油泥直接進(jìn)行覆涂，在進(jìn)行油泥覆涂的過程中要堅(jiān)持遵循寬、長、平、薄的原則，需要將油泥均勻的覆涂在模型上，否則在模型制作的后期會(huì)導(dǎo)致油泥剝落、分層。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，CNC加工設(shè)備在油泥模型制作中的使用越來越廣泛，并且有代替手工制作的趨勢。但是，在油泥模型制作的過程中無論采取何種制作方法，都需要模型師對(duì)油泥模型點(diǎn)線面進(jìn)行后期人工調(diào)整。

3.5油泥模型的精刮和倒角

粗刮削的主要是為了形成比較平整的表面，在油泥模型制作初步成型之后，就可以開始精刮削作業(yè)了。對(duì)摩托車油泥模型進(jìn)行精刮削處理的主要作用是使模型更加流暢，對(duì)油泥模型制作時(shí)的一些小而復(fù)雜的細(xì)節(jié)進(jìn)行處理。對(duì)摩托車油泥模型進(jìn)行精刮削使用到的工具主要包括刮片以及三角刮刀。在進(jìn)行工作時(shí)，需要用戶不時(shí)感受造型曲面，確保在進(jìn)行刮削時(shí)，對(duì)曲面的微小變化進(jìn)行掌握，必要時(shí)，可以利用檢驗(yàn)?zāi)ず推叫心z帶法進(jìn)行檢驗(yàn)。在精刮削工作完成之后，仍舊需要進(jìn)行數(shù)次評(píng)審和修改，然后才能進(jìn)行油泥模型倒角。倒角兩端的曲面應(yīng)該與相交曲面的延伸線相切，這樣圓角看起來才會(huì)更加流暢。最后要利用三角刮刀給相連的覆蓋件之間勾縫，經(jīng)過處理后的油泥模型細(xì)節(jié)會(huì)顯得更加豐富和真實(shí)。在油泥模型最終完成之后，可以根據(jù)客戶的要求決定是否對(duì)油泥模型進(jìn)行噴漆和覆膜。油泥模型經(jīng)過噴漆和覆膜處理可以使模型顯得更加真實(shí)和生動(dòng)，見圖4。利用噴漆對(duì)油泥模型進(jìn)行處理可以降低成本，提高模型效果，此外噴漆對(duì)油泥模型的光潔程度要求也較低。但是，使用油漆對(duì)油泥模型進(jìn)行處理，時(shí)間長了容易導(dǎo)致油漆開裂。一般而言，噴漆適合體積比較小、表面比較復(fù)雜的油泥模型。對(duì)油泥模型進(jìn)行覆膜成本比較高，而且對(duì)模型的表面的光滑度要求很高，使覆膜應(yīng)用范圍較窄，一般用于曲面較為平緩?fù)馔沟挠湍嗄Ｐ汀?/p>

4油泥模型的發(fā)展前瞻

數(shù)據(jù)顯示，我國目前已經(jīng)有將近300所院校開設(shè)了工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)，油泥模型制作課程在提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)造能力方面起著極為重要的作用［4］，這也從另一個(gè)側(cè)面了反映了油泥模型的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大。繼承工業(yè)設(shè)計(jì)的優(yōu)良傳統(tǒng)，并充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，是推進(jìn)工業(yè)設(shè)計(jì)不斷進(jìn)步的動(dòng)力。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，以及其在模型領(lǐng)域的應(yīng)用，使模型制作領(lǐng)域出現(xiàn)了一批新技術(shù)，例如快速成型制造技術(shù)、虛擬油泥技術(shù)等。以虛擬油泥技術(shù)為例，它是由國外設(shè)計(jì)公司采用的電腦軟件，通過鼠標(biāo)進(jìn)行刮削和涂抹，該技術(shù)具有開發(fā)時(shí)間段，成本低等優(yōu)點(diǎn)?？梢灶A(yù)見，以新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)模型制作方法進(jìn)行優(yōu)化，能夠使模型在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中起到無法替代的作用。

參考文獻(xiàn)

［1］劉剛田．產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)方法［M］．北京:電子工業(yè)出版社，2010．

［2］李卓，曾曦，汪文芳．專用汽車的等比油泥模型制作方法［J］．專用汽車，2008(5):51－53．

［3］趙鵬，陳虹．產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的油泥模型制作技術(shù)研究［J］．機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2012(1):240－242．

［4］譚偉．曲面反求技術(shù)在摩托車成本開發(fā)中的應(yīng)用［J］．新技術(shù)新工藝，2003(12)．•90•車輛電控主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)的建模與仿真李鑫，

作者：王玉 單位：陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院