改变产品设计模式的创新技术包括哪些内容



   随着时代的变迁,人们的需求以及审美的不断变化,人们将越来越少地关心你能生产什么,他们更关心的是:随着时间的推移,你的设计能持续地提供什么?而要加快这一转变,必然离不开改变产品设计模式的一系列创新技术的应用,包括拓扑优化、仿真和分析、增材制造、模具加工、增强现实、多CAD协同等技术。
   1.拓扑优化,让产品设计更轻松
   自1988年Bendsoe与Kikuchi提出基于均匀化方法的结构拓扑优化设计基本理论以来,近三十年来,拓扑优化技术得到深入和广泛的研究,已成为国际工程结构与产品创新设计领域的热点。其基本原理为在给定的设计区域和载荷边界条件下,寻找最佳的材料布局形式,从而获得更好的结构。运用拓扑优化技术,一方面可以帮助设计师根据产品的性能要求,在指定的设计空间内快速、准确的实现产品设计;另一方面,可以优化改善结构性能、减轻产品质量,最后找到一种全新的设计方案。
   2.仿真,让产品设计师做出更好的决策
   无论是“以设计为导向”,还是“仿真驱动设计”思想的提出,都使得产品设计呈现了“我中有你,你中有我”的态势。如今的产品日益复杂,需要不同部门间使用多种工具应对多学科的协同设计,而仿真技术在设计早期,就能为工程师提供产品设计建议,帮助他们做出更好的决策,这进一步使得设计与仿真的边界更为模糊。  
   3.增材制造,让产品设计更为理想
    如同物联网技术一样,增材制造技术也将进入一个更为成熟的发展阶段。与传统制造技术相比,增材制造技术优势尽显,如设计空间无限、材料无限制组合等。增材制造技术不仅可以帮助企业打印各种复杂的产品结构,如多孔结构、异质材料功能梯度结构;同时企业不再受传统工艺和制造资源的约束,在“设计即生产”、“设计即产品”的理念下,按照最理想的结构形式来设计产品,使得产品结构轻量化和高性能得以实现,“功能性优先”变为可能。
   4.模具加工,精密呈现产品设计品质让产品
    高速加工技术是采用高转速、快进给、小切深和小步距来提高切削加工效率的一种加工方式,在模具加工领域有着广泛应用。国内外一直注重对高速加工的研究,尤其在高速加工条件下的切削仿真、加工过程的进度保障、刀具监控、自适应控制等方面进行了大量研究工作,许多App已经不同程度提高了高速加工的专用模块。
   5.增强现实技术,带给工程师全新的设计体验
    随着人们的设计理念逐渐关注用户交互体验和人体工程学,AR有了更为广阔的用武之地。哈佛商业评论在《管理者的AR指南》中指出:尽管工程师使用计算机辅助设计(CAD)建模已经有30年的历史,但通过2D屏幕与这些模型进行交互仍有诸多限制,工程师常常难以将设计全部转化为现实。
   6.多CAD协作,让产品设计更高效
    协同技术是一种分布式的产品设计和开发模式,与传统的设计手段和设计工具不同,它需要为用户提供实时的、在线的协同工具和环境。随着高速互联网和并行工程的普及,多CAD协作技术也是当今先进制造领域的研究热点。多CAD协作技术是采用集中的产品数据库来实现数据共享管理,这样也易于保证共享数据的一致性。
    随着产品的功能变得比以往复杂,制造商们逐渐认识到良好的设计才能吸引人们使用它。所以,未来的产品设计不仅着眼于可见的物理世界,同时也着眼于超出这一范畴的不可见的交互世界,而将以上技术应用于产品设计过程,设计工程师能更全面地了解产品的样态、交互的细节,这样设计出的产品才是吸引用户反复使用它的关键
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