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实体/曲面混合建模:未来三维CAD建模的主流技术

维数字化建模主要有两种技术:一是参数化建模,二是直接建模。但

这两种技术在实际应用中均存在缺陷。论文将两种建模方法融合在一

起形成混合建模技术,能更好地体现设计者的意图,提高设计效率。下面

就跟小编来了解一下吧!

实体/曲面混合建模:未来三维CAD建模的主流技术

1、实体建模和曲面建模介绍

实体建模和曲面建模是两种不同的几何建模方法。实体建模通过

使用封闭的实体特征进行堆叠裁减，可以得到直观的实体模型。

图1实体建模的方式

曲面建模(如图2所示)则是通过创建无限小厚度的物体表面，进行

连接闭合，从而得到最终的曲面造型。

图2曲面建模的方式

对于机械特征明显的造型，实体建模通过确认曲面边界和拓扑定

位来明确地呈现物体特征，建模过程更为简单快捷。但对于外观要求

高的造型，曲面建不需要任何特征信息，

只要定义边界的几何描述就能得到复杂的效果。基于这个差异点，

要求创建高质量、更复杂的曲面造型时，曲面建模却又比实体建模更

便捷、快速。

随着工程师对产品多样化的设计要求，期待能不再局限于实体建

模或者曲面建模，而是能同时兼具两者优点的新技术，因此混合建模

技术应运而生。混合建模基于中望3D独有的OverdriveTM内核，充

分整合了两种建模技术的优势，从而让用户能在实体和曲面间实现自

由交互，设计更加灵活自如。

对于大多数三维CAD软件，工程师一般会利用曲面修剪形状(见图

3)，但有没有可能通过实体来修剪形状吗?混合建模技术就能做到(如

图4所示)。

图3一般建模只允许通过曲面来修剪形状

图4混合建模允许通过实体来修剪形状

2、详解混合建模技术——实体与曲面的灵活转化

因为混合建模技术可以让大多数操作命令在实体和曲面环境中同

时使用，所以用户无需考虑操作对象是一个实体还是曲面。在过去，

用户必须接受专门的培训来学习如何区分实体建模命令和曲面建模命

令，使得三维建模入门非常难，专业度非常高。而现在混合建模集成

了实体和曲面建模两种技术，极大地降低了三维建模的学习难度，更

加容易上手。

以计算质量为例，实体建模只能在没有间隙的完美实体上进行，

而通过混合建模技术，不管实体有多少间隙，中望3D都可以灵活、便

捷地计算出质量。特别在导入不同软件图纸时，模型常常都是不完整

的。一般情况下，工程师需要花费大量的时间来修补模型，之后才能

获得相关的质量信息。相比之下混合建模技术能够帮助工程师节省繁

琐的修补环节，将精力更聚焦于创造性的工作上。

图5质量属性计算工作比较

当模型完整时(右边)实体建模和混合建模都可以完成

但面对模型不完整时(左边)，只有混合建模才能够处理

事实上，混合建模技术是颠覆了你过去所学的实体建模或曲面建

模的理念，一旦你熟悉、并真正掌握，效率的大幅提升将超出你的意

料之外。

3、混合建模如何加速设计到制造

3.1简化模具设计环节

在这个信息爆炸的时代，电视机、手机、笔记本电脑等信息传播

载体已成为日常生活的必需品。为了大批量生产这些产品，实现标准

化的模具设计是必不可少的。在设计模具过程中，型芯和型腔的分离

是最有难度、最具挑战的环节——除了需要熟练的操作，还要求大量

的检查和修补工作。当模型有破面的情况出现，分模难度就更高了。

对许多模具公司而言，最痛苦就是从上游收到不同软件的图纸来制作

模具，为此模具工程师不得不夜以继日地工作来保证导入的零件质量。

现在，这些问题都可以通过混合建模技术轻松解决，因为无论是

面对实体或者曲面，混合建模技术让大部分的操作都能同时起作用，

从而极大简化分模工作，快速实现分模(如图6所示)。

图6混合建模技术能够保证分模效率

3.2设计与CAM加工无缝对接

将设计转化为真实产品的关键环节就是制造，其中CNC数控加工

是使用最广泛的生产技术。一般来讲，CNC加工需要经验丰富的工程

师才能完成工作，但为了让数控编程更加简单，越来越多的功能创新

降低了操作的难度，包括智能策略加工、自动化生产等技术。但无论

自动化程度有多高，有一个环节是无法避免的，就