精美而又復(fù)雜的浮雕結(jié)構(gòu)同與之相融合的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)完美結(jié)合，僅僅靠利用浮雕設(shè)計(jì)軟件來說是很難實(shí)現(xiàn)的，必須通過多個(gè)專門的CAD設(shè)計(jì)軟件來實(shí)現(xiàn)。如此一來，對(duì)設(shè)計(jì)者的素質(zhì)要求要提高，須掌握多個(gè)CAD軟件技術(shù)，并能很好的將各自設(shè)計(jì)的結(jié)果能夠做到無縫銜接。那么，如何將CAD軟件與浮雕設(shè)計(jì)軟件完美結(jié)合成為了這一解決問題的關(guān)鍵點(diǎn)。首先，要了解浮雕設(shè)計(jì)軟件的原理、特點(diǎn)、功能，再確定解決方案并加以實(shí)施進(jìn)行驗(yàn)證，以ArtCAM為例。利用ArtCAM所生成的浮雕模型，可通過布爾運(yùn)算產(chǎn)生出更復(fù)雜的浮雕模型。該軟件接收數(shù)據(jù)格式為：jpeg、art、3da、3ds、sldprt、igs、stl等，輸出格式為：stl、obj、3da等，其中STL格式為三維浮雕的輸出格式中數(shù)據(jù)保存較完整的格式。STL文件格式是是一種為快速原型制造技術(shù)服務(wù)的三維圖形文件格式。由多個(gè)三角形面片的定義組成，每個(gè)三角形面片的定義包括三角形各個(gè)定點(diǎn)的三維坐標(biāo)及三角形面片的法矢量。

由于STL模型僅僅記錄了物體表面的幾何位置信息，沒有任何表達(dá)幾何體之間關(guān)系的拓?fù)湫畔ⅲ砸獞{借相對(duì)位置信息重建拓?fù)湫畔⒅亟▽?shí)體模型是十分關(guān)鍵的步驟。目前常用CAD軟件如ProE、UG、CATIA均可識(shí)別接收STL文件，但這些軟件都不能對(duì)該文件進(jìn)行直接編輯修改；經(jīng)研究考證，逆向設(shè)計(jì)軟件如Geomagic Studio、Imageware、CopyCAD、RapidForm等既可識(shí)別接收STL文件，亦可對(duì)其編輯修改，并可以轉(zhuǎn)出IGES、STP、DXF/DWG等三維數(shù)據(jù)格式。但此類軟件目前只能是基于導(dǎo)入數(shù)據(jù)編輯修改，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面則遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如UG、PRO/E、Catia等三維軟件，即使可以實(shí)現(xiàn)但在尺寸精度和裝配精度都達(dá)到不標(biāo)準(zhǔn)要求，故此需將其編輯數(shù)據(jù)結(jié)果轉(zhuǎn)出導(dǎo)入到UG、PROE、CATIA等三維軟件中進(jìn)行再設(shè)計(jì)。以某醫(yī)療器械廠一新研發(fā)產(chǎn)品為例，驗(yàn)證上述方法是否可行，效果如何？

項(xiàng)目存在問題及關(guān)鍵點(diǎn)

該項(xiàng)目系某醫(yī)療器械廠一新研發(fā)產(chǎn)品，其表面圖文屬于浮雕的藝術(shù)表現(xiàn)形式，按要求將浮雕圖文依附于其產(chǎn)品上，既要效果美觀，又要寓意吉祥。而目前產(chǎn)品表面浮雕圖文形成主要途徑是將平面圖文利用雕刻機(jī)軟件的浮雕功能產(chǎn)生浮雕形態(tài)，市場上的雕刻軟件只能把平面圖文利用其軟件本身工具轉(zhuǎn)化為其雕刻機(jī)能識(shí)別的文件格式，無法像其他軟件一樣轉(zhuǎn)化可編輯數(shù)據(jù)，因此，利用雕刻軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的產(chǎn)品存在局限性，那么如何解決完成各軟件通用可編輯數(shù)據(jù)格式是這一項(xiàng)目關(guān)鍵問題。如圖，參考樣例。基于客戶要求，產(chǎn)品表面以龍鳳形式存在，寓意龍鳳呈祥；經(jīng)多方收集材料，草擬多種方案，最終與客戶協(xié)商溝通確定方案，如圖，最終方案。

項(xiàng)目實(shí)施與解決方案確定

依據(jù)ArtCAM、Geomagic Studio、UG三軟件的特性及數(shù)據(jù)接口，首先利用ArtCAM生成浮雕文件，再轉(zhuǎn)化為STL三角網(wǎng)格文件導(dǎo)入到Geomagic Studio中進(jìn)行再編輯，完成三維實(shí)體或片體數(shù)據(jù)的創(chuàng)建，再將其生成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為STP/IGES格式，利用想U(xiǎn)G/CATIA/Pro-e等三維軟件進(jìn)行修改編輯或創(chuàng)新設(shè)計(jì)。ArtCAM軟件產(chǎn)品系列可以把如手繪稿、掃描文件、照片、灰度圖、CAD等文件一切平面數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為生動(dòng)而精致的三維浮雕數(shù)字模型，并生成能夠驅(qū)動(dòng)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的代碼。但該軟件生成的三維數(shù)字模型只能在同類的雕刻軟件中打開編輯，經(jīng)過仔細(xì)研究該軟件了解到其浮雕文件可以轉(zhuǎn)化為STL三角網(wǎng)格文件，而Geomagic Studio軟件可以完美地將STL文件轉(zhuǎn)化為三維實(shí)體或片體數(shù)據(jù)，再將其生成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為STP/IGES格式，利用UG/CATIA/Pro-e等三維軟件進(jìn)行修改編輯或創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
1、利用ArtCAM可以將灰度圖轉(zhuǎn)化為浮雕數(shù)據(jù)這一特性，ArtCAM根據(jù)灰度圖的明暗度自動(dòng)生成凹凸輪廓，首先利用Photoshop軟件將設(shè)計(jì)產(chǎn)品表面圖樣調(diào)整為灰度圖，并調(diào)整好圖片的明暗度與圖樣比例。結(jié)果如圖，最終方案。2、利用ArtCAM軟件將設(shè)計(jì)的灰度圖圖樣生成浮雕，再導(dǎo)出STL文件.3、將STL文件導(dǎo)入Geomagic Studio軟件，經(jīng)過處理生成STP文件格式。4、將STP文件導(dǎo)入U(xiǎn)G軟件，生成實(shí)體文件，完成細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)。結(jié)果如圖，產(chǎn)品三維數(shù)模。

結(jié)論

通過研究驗(yàn)證了利用軟件各自的特性及數(shù)據(jù)接口的兼容性完全可以實(shí)現(xiàn)多軟件協(xié)同作業(yè)，完成各種復(fù)雜產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并且可以將其推廣應(yīng)用到其它領(lǐng)域，依此可以上升至不同部門、不同行業(yè)的協(xié)同作業(yè)，減輕了設(shè)計(jì)師的工作強(qiáng)度、技能要求，具有良好的普及性。

本文作者：張華 何永喜 單位：遼寧經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 工業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)中心