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汽車(chē)造型設計研究與微型轎車(chē)設計開(kāi)發(fā)論文
摘要：作為一種便利交通工具，汽車(chē)在人們的日常出行中扮演了重要的角色。近年來(lái)隨著(zhù)人們生活水平的提高，汽車(chē)造型、外觀(guān)開(kāi)始成為很多人購車(chē)過(guò)程中的考量點(diǎn)之一。本文將結合微型轎車(chē)設計開(kāi)發(fā)的具體流程，討論數字化技術(shù)在汽車(chē)造型設計中的應用。
關(guān)鍵詞：汽車(chē)造型；數字化；微型轎車(chē)；設計開(kāi)發(fā)
1我國汽車(chē)造型設計的發(fā)展變遷
20世紀八十年代改革開(kāi)放以來(lái)，國際知名汽車(chē)品牌開(kāi)始逐漸進(jìn)入中國市場(chǎng)，促使中國的汽車(chē)工業(yè)開(kāi)始飛速發(fā)展。但是與國外成熟的汽車(chē)制造公司和設計公司相比，中國本土的汽車(chē)造型設計水平還存在著(zhù)巨大差距。因此，國內的汽車(chē)造型設計主要分為三個(gè)模式：一是完全自主設計開(kāi)發(fā)；二是模仿或引進(jìn)國外比較成熟的車(chē)型設計方案，通過(guò)一定的修改成為自己的設計；三是直接引進(jìn)國外設計生產(chǎn)的成熟車(chē)型。在國內汽車(chē)設計領(lǐng)域，這三種模式一直處于并存且不斷發(fā)展的狀態(tài)。目前，中國汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中從事汽車(chē)造型設計的實(shí)體主要有四種：一是中國民族自主品牌，其中既有購買(mǎi)國外設計公司產(chǎn)品的外包模式，又有完全自主設計開(kāi)發(fā)的模式，如吉利、奇瑞等；二是獨立的造型設計開(kāi)發(fā)公司，如漢風(fēng)、同濟同捷等，這些公司主要為某些品牌的汽車(chē)設計出謀劃策，或直接參與設計；三是中外合資的設計中心，如一汽大眾，上海大眾等等；最后是一些高校與企業(yè)合作成立的研究基地，如武漢理工大學(xué)、重慶工學(xué)院、同濟大學(xué)等。
2數字化汽車(chē)造型設計方法
2.1CAX技術(shù)
CAX技術(shù)實(shí)際上是綜合多種多樣的計算機輔助技術(shù)的統稱(chēng)。其中，與汽車(chē)造型設計關(guān)系比較密切有計算機輔助造型（ComputerAidedShape，簡(jiǎn)稱(chēng)CAS）以及計算機輔助設計（ComputerAidedDesign，簡(jiǎn)稱(chēng)CAD）兩種技術(shù)[1]。汽車(chē)造型設計包括產(chǎn)品的概念、外形、布局以及草圖設計，需要提供設計的數字模型。但是，在汽車(chē)制造業(yè)逐漸數字化的背景下，只具備渲染效果圖進(jìn)行靜態(tài)展示功能的數字模型已經(jīng)不能滿(mǎn)足設計階段以及后續加工的需要。因此，CAD、CAS技術(shù)在幫助改進(jìn)傳統汽車(chē)造型設計流程中變得越來(lái)越重要。通過(guò)CAD、CAS技術(shù)，設計師在設計階段可以利用3D數據加工設計模型，精確制作出符合原本設計意圖所表達的3D模型，并且能夠有效幫助后續加工流程的開(kāi)展。目前，雖然世面上有許多為專(zhuān)業(yè)設計開(kāi)發(fā)的三維軟件，但除了AliasStudio軟件外，絕大多數都不符合汽車(chē)造型設計的需要。因此，這款軟件也成為了國外汽車(chē)造型設計中的標準軟件。
2.2虛擬現實(shí)技術(shù)
虛擬現實(shí)（VirtualReality，簡(jiǎn)稱(chēng)VR）技術(shù)并不是一個(gè)新興的技術(shù)手段，早在20世紀九十年代初期，國外就有汽車(chē)制造商嘗試將其運用在汽車(chē)造型設計上[2]。VR技術(shù)涉及到眾多不同學(xué)科和研究領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識，在誕生初期應用還比較困難。不過(guò)在近年來(lái)，隨著(zhù)以CAX為代表的科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，該技術(shù)開(kāi)始廣泛應用于各大汽車(chē)企業(yè)的造型設計中，如著(zhù)名的BMW、Audi、GM、Volkswagen、MG等汽車(chē)公司都在汽車(chē)造型設計中引入了VR技術(shù)，并且取得了令人滿(mǎn)意的成果。目前，在汽車(chē)造型設計中應用最廣泛的VR軟件是RTT。對于汽車(chē)造型設計來(lái)說(shuō)，RTT軟件最大的優(yōu)勢在于強大的實(shí)時(shí)渲染功能。在設計前期初步確定造型方案或原有車(chē)型再設計、車(chē)燈等配飾方案評審方面，RTT軟件克服了傳統造型設計展示準備時(shí)間長(cháng)，展示效果不夠理想的缺點(diǎn)，使得設計人員能夠高效地完成初步設計。而在開(kāi)發(fā)階段，RTT軟件能夠在多套不同的設計方案（如車(chē)身顏色、材質(zhì)、輪轂設計等）之間切換進(jìn)行展示，方便評審人員進(jìn)行對比研究，從而更有效率地確定最終設計方案。此外，VR技術(shù)的應用還能幫助設計師在設計過(guò)程中與競爭車(chē)型或原有車(chē)型之間進(jìn)行比對，調整設計思路。
2.3快速成型與CNC加工技術(shù)
傳統的汽車(chē)造型設計中，手工制作油泥模型耗時(shí)較長(cháng)，且無(wú)法反復對模型進(jìn)行修改，對設計質(zhì)量產(chǎn)生了很大的影響。因此，汽車(chē)公司開(kāi)始在造型設計過(guò)程中引入信息化造型技術(shù)，以縮短模型制作時(shí)間，提高設計質(zhì)量。目前，快速加工汽車(chē)造型模型主要有兩種方法：CNC數控技術(shù)以及快速成型。在汽車(chē)造型設計中，設計師在完成設計草圖后，通過(guò)AliasStudio構建一個(gè)簡(jiǎn)單的數學(xué)模型，借助CNC加工技術(shù)在銑床上銑出一個(gè)油泥模型，加工人員對油泥模型進(jìn)行少量精刮處理就可以完成初步的實(shí)體油泥模型，大大縮短了以往手工制造油泥模型的時(shí)間，設計師也可以在這個(gè)模型的基礎上對設計方案進(jìn)行嘗試和修改。若設計方案需要大幅度修改，加工人員也可以利用數控銑床對模型進(jìn)行局部修改，修改速度以及精度比起手工制作都得到了較大幅度的提高�？焖俪尚图夹g(shù)是近幾年來(lái)才開(kāi)始出現的一種新興制作技術(shù)，與計算機輔助技術(shù)以及激光、材料科學(xué)、精密機械等高精技術(shù)手段關(guān)系非常密切[3]。對于汽車(chē)造型設計來(lái)說(shuō)，復雜且細節要求較高的小部件，如車(chē)燈、格柵等小部件用CNC加工的方式無(wú)法滿(mǎn)足細節的需要，而快速成型技術(shù)不僅可以滿(mǎn)足設計師單部件外觀(guān)以及安裝在模型上整體外觀(guān)的評審，也能滿(mǎn)足其他部門(mén)對設計方案性能的考察要求。例如，試驗部門(mén)可以測試格柵設計方案的進(jìn)氣量，計算設計方案是否能否達到發(fā)動(dòng)機要求。
3微型轎車(chē)設計流程分析
3.1市場(chǎng)調查和市場(chǎng)定位分析
汽車(chē)造型設計的最終目的是要向市場(chǎng)推廣，面向廣大消費者。因此，在設計階段開(kāi)始之前進(jìn)行市場(chǎng)調研工作，針對性地制定設計方案基本方向就顯得十分重要了。市場(chǎng)調查主要包括目標客戶(hù)群、目標客戶(hù)群預期價(jià)位區間、流行元素、主要競爭對手等，有助于使設計方案更符合目標客戶(hù)群的要求。設計師在這個(gè)階段也可以明確設計方案基本的風(fēng)格與功能設計思路，把握好整體設計方向。除此之外，市場(chǎng)調研中對主要競爭對手的分析也十分重要。設計師需要系統、仔細地分析它們的造型和設計思路，分析設計上的優(yōu)點(diǎn)與不足，針對這些問(wèn)題在設計方案中做到有的放矢。
3.2概念（Concept）階段
在經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調研階段后，產(chǎn)品的設計風(fēng)格與設計方向已經(jīng)基本確定下來(lái)了，此時(shí)設計部門(mén)需要與其他部門(mén)進(jìn)行協(xié)商，討論具體設計開(kāi)發(fā)中的要求，例如底盤(pán)的尺寸等。概念階段總體上是承接上下兩個(gè)設計階段的過(guò)程，探討設計方案的可行性。
3.3設計階段
設計階段主要由三個(gè)不同的設計部門(mén)完成，分別是外形設計部門(mén)、內飾設計部門(mén)以及色彩設計部門(mén)。在這個(gè)階段，外形設計是最重要的設計部分，對整個(gè)造型設計過(guò)程都起到了決定性的作用。外形設計師需要通過(guò)前期的創(chuàng )意草圖、效果圖以及三維模型、小比例油泥模型等設計初步的造型方案，經(jīng)過(guò)多重審核最終選擇一套方案制作成1：1的油泥模型。在1：1油泥模型的基礎上，設計部門(mén)與工程部門(mén)合作，完成輪轂、車(chē)燈等細節部分的設計。至此，整個(gè)微型轎車(chē)的造型設計階段才算全部完成。綜上所述，我國微型汽車(chē)造型設計起步較晚，在設計理念與設計方法上與國際先進(jìn)的汽車(chē)企業(yè)還有著(zhù)不小的差距。因此，汽車(chē)造型設計人員應積極學(xué)習國外先進(jìn)的設計方法，引進(jìn)設計軟件，提高數字信息化汽車(chē)造型設計水平，早日追上國際一流水準。
參考文獻：
[1]景春暉，張晶.汽車(chē)造型設計空間研究[J].機械設計，2016（7）：121-124.
[2]李祥文.論換代背景下的汽車(chē)造型設計策略與方法[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報（社會(huì )科學(xué)版），2016，29（2）：308-313.
[3]周濤.3D打印技術(shù)在汽車(chē)造型設計中的應用研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（19）：122-123.
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