作者：金鸿博
来源：《科技资讯》 2011年第6期
金鸿博
(上海交通大学媒体与设计学院 上海 200000)
摘 要:通过对汽车油泥模型的设计制作,研究其在汽车开发流程中的位置与作用及其基本的制作和评价方法。提高油泥模型的造型更改效率是其制作技术的发展趋势。由于油泥模型相比虚拟数字建模具有一些无法替代的优势,油泥模型制作还将长期被置于一个不可动摇的位置。
关键词:汽车造型设计 油泥模型 数字模型
中图分类号:U462 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)02(c)-0044-01
1 油泥模型在汽车造型设计中的作用
草图绘制能快速表现出新的汽车造型构思,但用二维手段来表现汽车这样的三维形态,缺乏立体的直观性,
而且也不够准确,草图与最后成型的车辆往往存在较大差距。因此,我们需要一个将平面图形立体化的过程,这就是汽车模型制作阶段［1］。它提供一个立体的汽车形态,在这样的基础上,确定方案或进一步推敲就比较容易了。
近年来计算机辅助设计发展迅速,尤其是最前沿的VR技术也给实体油泥模型制作的必要性带来了疑问。计算机三维建模有快速、精确等优势。但是和实体模型相比,数字建模的灵活性还比较低,实时数字影像也远未达到完美的程度,在人机互动方面这种差距就更为明显［2］。所以即使在汽车和数字技术都相当发达的国家,数字模型也从未取代油泥模型。
2 油泥模型制作
2.1 模型制作准备
(1)车身总布置图。
汽车首先是工业产品,其次才是艺术品。不同于纯艺术的自由发散,工业产品必须有一个严格的工程限制和安全规范。在设计师绘制效果图之前,这张包涵了大量工程信息的车身总布置图会由汽车开发的工程部门提供给设计师以便他们在合理范围内进行创作,尽量避免后期由于工程不达标而进行的反复修改。
(2)效果图与胶带图。
设计师在绘制效果图和草图后,为了能够在模型制作过程中把握车身的曲面尺寸,还必须贴出大致的与模型同比例的胶带图,贴图的过程同时也是设计师细化设计的演化。
胶带图参照效果图和工程图纸依据车身尺寸进行贴绘。胶带容易定型更易修改,在模型制作初期,大部分的尺寸和型面都要依据胶带图来确定。
(3)工具与设备。
在设备的选用上,高基准度的工作平台是首要保障,在以后的模型制作过程中无论是从胶带图上获取数据还是之后的对称制作都会经常测量坐标数据,并且反馈给数模建立部门,在一个划有坐标网格线的高基准平台上工作是绝对必要的。
2.2 模型制作过程
(1)模型初胚与上泥。
在效果图上将轮距、轴距、最小离地间隙、轮宽比等数据取出,制作模型内芯。好的内芯可节约油泥成本、减少敷油泥的工作量,也可作为敷油泥的参考基础面,更能减少造型过程中的变形及出现不清晰的结构轮廓。
油泥厚度取决于对设计方案把握的成熟度,设计不明确时余量就要加大,反之则较薄。另外,对于不同的车体位置敷油泥的厚薄也有差别。但整个模型敷油泥的厚度要尽可能一致,防止厚薄不均导致收缩后表面开裂。
(2)模板取型与初刮。
通过胶带图上的截面线制作模板。在大比例模型制作过程中一般都使用木板或有机玻璃板来作,这样的型板不但能够取型还能够进行刮削操作。通过模板取型即可把模型的大形就基本确定,这是一个反复的过程,必须多次用测量图纸,用高度标取点,采样点越多,模型越精确。
(3)细部成形与对称制作。
为了达到设计的不断深入,油泥模型上的造型变更始终贯穿整个制作过程中,更改的同时也是设计不断完善的过程。在最终确认车身一侧造型完成之后使用三坐标测量及对造型作全方位测点,将所有的点反馈到另一面上。在某些大面上还可以使用模板进行对称取型。
(4)细节制作与表面修饰。
细节成型包括前罩、车窗等,附件有后视镜、排气管、门把、车轮等。在模型制作的过程中可以同时开始附件的制作。
油泥模型精刮完成后要对其进行修饰,一般有喷漆和贴膜两种方式。喷漆的漆面效果可以达到与真车同样的品质,但是表面喷漆后不可能再对造型进行修改,因此一般只有展示用模型才会采用喷漆作为最后的修饰手段。贴膜则是另一种有效修饰模型的方法,同样能够达到展示目的且贴膜能够方便的撤去以便进行修改。局部覆膜可用于检查表面光顺度,完成整车覆膜后可用于整车的展示评估。
3 油泥模型评价方法
3.1 造型评价
汽车造型设计的最终目的是设计出迎合日益变化的市场需求的车身造型。为了能够更好的开发出新车型,市场部门在项目建议书之前作了大量市场调研和型谱分析,他们是造型评价的决策者。在前期开发阶段,作为唯一直观的造型产品,对于车身造型油泥模型的评价是市场部门获得产品信息的最有效途径,决策层通过审查全尺寸样车模型来最后确定该车型是否正式投入生产。
3.2 工程评价
汽车造型设计受限于工程因素主要体现在总布置与生产工艺,人机工程,空气动力等众多方面。模型制
作过程中,在工程部门与设计部门频繁的信息交流下对模型进行重复修改评价。
3.3 模型表面质量评价
评价油泥模型表面质量的目的主要是为了表面光顺与造型评审做准备,对于同样的造型,油泥模型表面质量越高,就越有利于提高表面光顺的质量和建模效率。
在平行灯光下(一般有自顶端的平行灯光检查顶面高光,和从侧面打上的侧光检查侧面高光)从不同的方向和角度观察模型表面,通过映照在上面的灯光和环境光,初步判断模型表面曲率的走向是否一致、协调、平准,以此评价制作的质量。
对于自油泥模型生成的数模首先用高光线对曲面品质进行评价,在实体模型上尤其是全尺寸模型上很难使用全方位的平行光对模型新型照射反光检验［3］,而在计算机虚拟环境下可以很方便的运用软件功能对整车模型表面进行高光照射分析,这种质方法是最终也是最有效的表面质量评价方法。
4 结语
汽车泥 油泥模型制作是汽车造型设计的重要组成部分,车身油泥模型作为设计、工程、市场等部门间信息交换
的最直观媒介是汽车造型设计的必要手段,完善建立模型师、设计师、工程师之间的交流平台是提升设计质量的重要保障。
计算机数字化造型设计作为最主要的汽车造型设计方法将向越来越完善的方向发展,但存在的诸多弊端使其不可能成为唯一的设计方法,现阶段汽车造型油泥模型制作技术须与CAS,CAM/CAD逆向工程以及VR技术融合发展、配合使用才能更好发挥其作用,有效提高造型设计的效率,缩短新车型的研发周期。
参考文献
[1] 施畅.车身造型设计的创新性研究[J].华中科技大学,2008(8).
[2] 吴浩聪.汽车造型设计方法研究与微型轿车的设计开发[J].武汉理工大学,2008(10).
[3] 马碧波,王仲范.逆向建模在车身设计上的应用[J].武汉理工大学学报,2003(12).
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