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工业手板模型制作对产品设计有哪些影响?

文章出处:www.ybypypt.com责任编辑:常州海波模型设计有限公司发表时间:2018-01-11【

手板模型制作这个称呼是一木最新取的,担心大家看不懂,所以就弄了个怪怪的名字。因为有些人称呼模型制作,有些人称呼手板制作,其实都是将3D数据转化加工成实物模型,都叫模型制作。

而手板模型制作在整个工业设计系统中占据着非常重要的一环,它是对工业设计外观形体与思维的验证,也是对结构工程设计可行性的验证,是不可或缺的验证环节。

 

其实很多工设专业毕业的童鞋,应该对模型这个词都不陌生了,在工业设计流程中就有模型制作这一环,而且在学校学习的时候就有制作泥模的经验,对于为什么要制作模型应该早就有答案了。

 

当然只要进入工设行业的朋友对模型手板也不在陌生了,当设计完成以后,都是需要发出去制作模型的。

 

手板模型制作其实就是为了验证设计可行性能否达到理想的状态,在设计过程中又有哪些隐藏弊端,不管是造型弊端还是结构设计弊端,都需要手板模型的制作来验证。

 

OK,开始正文:

 

【一】工业模型制作定义

 

工业模型:俗称手板、首板模型和快速成型,主要制作方法有CNC加工、激光快速成型和硅胶模小批量生产。

 

工业模型广泛应用于工业新产品设计研发阶段,在最短的时间内加工出和设计一致的实物模型。设计师进行产品确认和功能测试等,从而完善设计方案,达到降低开发成本,缩短开发周期,迅速获得设计认可的目的。

 

【二】工业模型制作的作用

 

1,外观设计评估;

   可分为:外形尺寸,拆件比例,配色色彩,材料与表面质感等

 

2,结构设计合理性评估;

   可分为:产品尺寸,装配方式,结构强度,配合间隙,材料选择等

 

3,产品功能性测试;

   可分为:装配测试,操作测试,跌落测试,电气测试,主板性能测试等

 

4,投产前成本优化;

   可分为:结构件成本核算(哪些必须要,哪些可取消),电气排布优化(比如FPC走线方式等),组装 方式成本优化等

 

5,样机展示;

   可分为:市场推广,电子展展示,电商摄影拍摄等

 

【三】工业塑胶模型制作流程

 

设计文件输出→审图分析与报价→拆件编程→CNC加工→手工修配→表面工艺处理→组装与品质检验→出货

 

1,设计文件输出有哪些?

 

A3D模型文件,以STP文件格式为准

 

B,CMF文件,产品工艺处理效果图。

 

C,菲林CDR文件,产品表面有丝印LOGO或者其他图案的CDR文件。

 

D,BOM表清单,如果需要制作结构模型,则需要列清所有单件的材质与制作数量说明。

 

E,特殊要求制作说明,比如结构件需要手板厂组装好的,或者2件需要电焊在一起的,有特殊要求加工的部件说明。

 

2,审图分析与报价

 

A,接收设计文件,并确认文件内容是否完整,如有不符及时与设计师沟通。

 

B,审核设计文件与制作模型3D是否相符,如有不符及时与设计师沟通。

 

C,模型加工制作难点分析,表面处理可行性分析,有问题及时与设计师沟通。

 

D,根据模型加工制作难度,制作方式,评估制作周期,并报价给予客户。

 

3,拆件编程

 

A,将设计3D图纸进行加工分类拆件,有些无法直接加工实现的部位就需要拆成几件拼接成一体。

 

B,将分类好的3D文件导入编程软件MasterCAM,进行CNC加工步骤编程。

 

C,刀具选择,不同的加工材料选用不同材质的铣刀,不同材料加工的吃刀量不同。

 

4CNC加工

 

A,先将实心原料固定在CNC机台上,固定方式很多种,可用双面胶,胶水,也可用原子灰等。但是要确保在可加工范围内,且原料不可有松动现象。

 

B,再启动机台将编程好的3D文件数据进行全自动CNC洗切加工。

 

5,手工修配

 

A,先将CNC加工完的配件进行清理,把不需要的毛边,残渣清理干净。

 

B,再将配件实物与3D文件进行核对,是否加工到位,如有遗漏,则进行二次加工处理。

 

C,手工修复,配件上有加工难点,无法加工到位的则进行手工修复。

比如太深的小孔,在加工过程中没有完全打通,则需要手工用工具进行修复。再比如刀具无法洗切的内直角,则需要工具进行修复。

 

D,外观面与特殊配合面打磨,由于CNC加工完不可能达到完全平整光面效果,会留下刀纹,则需要用砂纸进行打磨,用240-1200号的砂号不等,从粗到细进行打磨,这样才能做到想要的外观效果。

 

6,表面工艺处理

 

A,根据CMF说明图进行选择需要表面处理的配件进行分类。比如那些事需要电镀的,那些事需要喷涂的,那些需要丝印的等,根据要求进行分类。

 

B,根据分类将需要外发表面处理的配件进行外发。

比如:电镀件或者铝合金氧化等,则要外发到专门的电镀厂家,或氧化厂家,模型厂家是做不了的。

pk拾 需要丝印的则需要外发菲林文件,制作菲林片,跟丝印网板,待网板制作好后,才能拿回来丝印。

 

C, 需要喷涂的则由专门的喷涂师傅根据CMF上的PT号进行调油漆,然后直接喷涂,再放进烤箱烤一会固化油漆。一般模型厂商都会有自己的全套喷涂设备,否则生意就无法做了。喷涂的时候除了喷产品以外,还会额外的喷上色板,方便后期产品量产核对颜色。

 

D,实体五金件,如果要做拉丝或者喷砂雾面效果,则 设计师需要提供砂号,比如粗砂,还是细砂,最好也在CMF文件上面标注清楚。如果还有字符镭雕的话,则要标明镭雕深浅。

 

 E,除了常规的表面处理以外,比如要做半透的,水转印的,UV转印的,IML等有特殊表面处理的,手板模型上是很难达到真实产品一样的效果的,所以,只能大概的看看效果,要想看到完美的效果,则需要开模以后做出来才能体现。

 

7,组装与品质检验

 

当所有的配件全部制作完毕,则需要进行组装,而组装流程在拆件编程阶段就已经设计好,跟我们做结构一样,要把组装流程想清楚,才能动工,后期就根据流程一步一步装配上去即可。

 

当装配完成后,就需要检查模型整体是否符合设计要求。

比如,外观上配合,不能有断差,不能变形,不能间隙不均,或者张口等影响外观的问题。结构配合上,要看件与件之间能否装配的上,是否有装配不到位,有干涉,有螺丝孔没有加工到位,等加工上缺陷的问题检查。

 

8,出货

 

将产品进行防跌落包装,防止在运输过程中造成模型损坏等,可快递可司机直接送货上门。

 

【四】结构钣金模型制作流程

 

通常模型厂家没有很全面的钣金加工设备,很多大件都是在外面的五金厂家制作,但是为什么还要发给模型手板厂制作呢?

 

因为模型制作完毕以后,需要与其他件配合,所以还是需要模型厂家进行把关与修复。如果说只是单独的一个五金件,而且给的起钱,也可以直接给五金厂家直接制作。

 

pk拾 那么五金钣金制作流程是怎样呢?

 

设计文件输出→审图分析与报价→拆件编程→冲头CNC加工→钣金折弯加工→手工修配→表面工艺处理→组装与品质检验→出货

 

其实与塑胶模型制作流程差不多,只是钣金件不是CNC直接加工出来的,而是根据造型制作各种形状 的冲头,然后再一步一步进行加工。

 

如果说产品只是简单的钣金折弯,则无需制作这么复查的冲头,直接用折弯机台折弯就搞定了。

 

【五】手板模型制作对产品设计有哪些影响?

 

由于模型制作不同开模加工成型,还是有很多弊端的,对产品设计还是会带来一些影响,那么模型到了以后,就需要做一些检查,一种是加工检查,一种是设计检查。

 

1,加工检查

 

A,外观模型检查,是否与设计符合,表面处理工艺是否与设计一致,整体效果是否达到了预想的效果。

 

B,结构模型检查,是否能够装配的上,是否有干涉的地方,是设计干涉,还是模型加工干涉,模型是否与3D相符。

 

C,模型测数,是否在设计的合理可控范围内,通常手板制作公差在0。5-1。5范围内,产品越大,公差越大,钣金件变化更大,所以需要在模型制作说明上特别标注,哪些是重点尺寸部位,需要做到位的,哪些是配合尺寸,需要把控的,都要注明清楚。

 

D,配件数量是否有遗漏,不要到时候要装机了,却东少西的就麻烦了。

 

2,设计检查

 

A,外观模型到手以后要做设计判断,造型是否美观,拆件比例是否协调,表面处理是否合理等外观上的检测。

 

B,结构模型到手以后,要判断装配后是否有结构设计缺陷,是模型加工造成的,还是结构设计造成的。

 

比如:卡扣,设计扣合量为0.4,实际装配以后很松,那么这个就要判断是模型加工不到位造成卡合量减少所以很松,还是卡扣臂力太长无力造成很松,需要检测才知道。

 

C,钣金件需要检测材料的厚度,以及形变与强度。钣金件加工变形造成装配问题,是设计没有考虑加工变形量所造成的装配问题,还是模型厂加工造成产品变形,也是需要检测与考虑的。

 

【六】哪些产品可以做手板模型?

pk拾 医疗,家电,通讯,车载,数码,金融产品,军工产品等,只要你想做,任何产品都可以做成手板模型,只是材料选择上可能不是你想要的一样,至于外观与功能,都可以达到不错的状态。

 

【结语】

 

1,不管是塑胶件,还是实体五金件,还是钣金件,模型厂家都是可以整合做,有任何问题,都可以要求模型厂家进行修复调整。

 

2,除了CNC直接加工模型以外,也可以用3D打印制作模型,也可以激光切割制作模型。

 

3,当需要小批量模型的时候,可以采用硅胶复模的方式,或者开快速模的方式,达到小批量的产量。

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