手板模型的重要性及3D打印手板的优点

研究表明，产品的生产成本80%是于设计阶段决定的，设计阶段是控制产品成本的重要环节。现代工业的迅速发展离绝不开现代工业设计手段的不断进步，工业设计是企业提高竞争力的重要手段，于企业的产品研发流程之中，工业设计依旧起着总揽全局的重要作用。

工业设计之初的决策是对于产品的设计定位、成本控制、生产制造、质量检测、宣传展示、市场营销及回收处理等整个生命周期作的全盘考虑，影响深远。于工业设计流程之中，模型制作是重要的环节，自纯手工模型制作到半机械化模型制作到现代3D打印手板模型制作的进步是现代制造技术进步的一个缩影，其中手板模型制作尽管是先进的辅助设计技术，但是受到的重视也不够。

实践证明，手板模型的制作不但对于产品设计决策起着十分重要的作用，尤为产品信息保密以及市场推广的利器，不可小觑。今天小编把自工业设计流程的不同阶段谈谈手板模型制作的重要性。

1设计优化

现代工业设计涵盖的内容十分广泛，小至回形针、圆珠笔，大至飞机，轮船，莫不包含着现代工业设计的影子，不过如此众多的产品，其设计方法并不相同。偏重在几何图形的机械零部件可以非常好地透过计算机制图直接设计，也可以透过计算机三维软件的动力学法亦进行一定程度的运动模拟实验。对于带有曲面的一些产品，比如日用小家电产品，另一方面可以透过计算机直接进行设计，与此同时亦可以透过逆向工程技术进行三维测绘获得三维造型数据，透过计算机的差值算法进行平滑修正，修正之后形成的三维模型数据便可以直接透过计算机快速模型技术直接复制。对于偏重在曲面造型变化的艺术品设计时，这一方法优势更加明显，由于艺术品的外观造型侧重人的直接美学感受，常常无规律可循，非常难于其中找到规则的几何元素，假如直接进行电脑三维绘图，不但是事倍功半，即便建立起了模型，其后续修改性亦非常差，假如反其道而行之，最先改由造型设计人员直接用油泥等材料塑造形体，接着透过三维扫描设备把模型参数化，得到原始模型的电脑数据之后再进一步透过快速模型设备加以复制，便可极大地提高设计效率。

2设计讨论

于产品设计的过程之中，讨论十分重要，可视化是产品设计表达的重要环节，是设计讨论的基石。迅速有效地建立产品的模型，可以于相同的时间获得越来越高的设计效率。于设计创意阶段，使用最为多的常常是根据图纸的2D表现，不过到了后期，设计的表现把更为具体，应该采用更加具体直观的手板模型作为讨论的对象。和平面的2D表现相比，手板模型有着无法替代的优势。手板模型可以使产品的细节更为明确，产品的视觉感受更为直观，设计团队之中每个人均能够察看这些设计，于协调整个团队的工作方面优势明显。

3功能测试

手板模型的制作可以做一定的功能测试，可以模拟产品最终的形态，包括功能形态，曲面形态等，模型制作可以允许设计者于模型动态模拟，内部结构之上获得尤为直观的了解。例如使用具有一定强度的材料，便可以制造出包含有内部结构的功能型手板模型，以此检验产品的结构是否合理，壁厚是否符合要求，运动部件是否顺畅等。亦可以使用手板模型作空气动力学检验。例如于汽车、高速列车或是航天器等需要高速运动物体的设计方面，可以制作1:1的模型，把其放进风洞之中，进行直观的空气动力学研究。

4降低成本

一个花费1000元模型制作检验出来的设计缺陷，假如投入生产，投入市场，可能造成1000万元的巨额损失，于很多时候，这一问题常常是致命的。设计过程的急剧推进十分必要，因此于产品设计晚期及时发现产品设计过程之中的缺陷，及时修正，进而避免后续生产的问题十分重要，其中模型制作是我们可以利用的重要环节，透过手板模型的制作，能够透过比较小的成本获得产品最终的形态、大小、结构、色彩或是进行人机工程学测试，亦能够预知产品体积、质量等重要信息，这对于产品的包装成本、运输成本及生产制造消耗的原料成本均能有效控制。并且从此估算出产品的销售价格与销售利润。假如成本超出设计之初的设想，可以及时进行调整，直至达到成本既定的目标范围。手板模型的制作是企业成本控制的有效手段。

5产品保密

产品设计作为公司核心竞争力的重要部分，产品于设计阶段是需要严格保密的，现代制造业分工愈来愈细化，设计外包的好处在于可以省去于企业外部建立一个独立的设计机构所需要的成本，亦降低了产品研发的风险，不过从此亦带来产品保密的难度，即使企业建立有自己的研发机构，假如模型阶段依然需要内部设计机构完成，依然存在设计机密外泄的可能，因此现在大型制造企业外部一般均建立有自己的独立研发机构，拥有自己的手板模型制作设备，使新产品的研发流程于企业设计团队外部独立国家完成，减少和内部服务机构的联系，进而最为大限度地保证设计的数据绝不遭外泄，保护企业的设计秘密。

6市场调查

展销会之中往潜在客户展示平面的展板，或是是三维动画演示等均绝不会有展示模型实物越来越具吸引力，仿真模型可以最为直观地表明产品的形态、色彩、大小、以至结构、功能等信息。模型的制作是方便快捷的产品末期表现，可以将末期的不同方案做成模型，透过展览或是让最终客户进行实际验证的形式进行市场调查，亦可以使用快速手板模型技术小批量翻制模型，将产品模型发送到不同的地区进行调查，获得越来越具市场区分度的调查数据。手板模型技术能够于批量生产以前预知产品最终消费者的实际心理效果以及使用效果。

总体而言，随著现代加工技术的进步，手板模型的制作技术愈来愈完善，手板制作的成本亦于急速下降，于此基础之上，应更为要重视手板模型于工业设计整个流程之中的作用，使其积极因素充分得以发挥，提高设计效率，降低研发风险，使工业设计整体水平得到越来越大的提高。

3D 打印手板优势

1、 仅需几个小时至几十个小时即可完成一套或是几套原型样件的制造，产品研发周期可以缩短40%超过;

2、无需机加工、翻模或是开模，可直接迅速打印原型样件，大大降低产品研发成本;

3、尺寸精度可以满足工业级装配要求，塑料样件尺寸精度可达±0.1mm，金属样件尺寸精度可达±20μm;

4、 塑料样件选用优质的尼龙12工程塑料材料，具有高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐温等出色性能。

5、快速样件可以满足多种条件苛刻的测试要求，例如风洞试验(3000转/分钟)，水压以及流量测试(万次超过)。

6、可以加工各种复杂曲面以及异形结构，现金加工完成。