什麼是參數化設計? 參數化設計建模跟直接建模有什麼差異呢?

電腦輔助設計(Computer Aided Design,CAD)歷史上的一個重要里程碑來自1987年發布的Pro / ENGINEER,現在是PTC Creo,它將CAD行業引入基於歷史的參數化設計。從那時起,參數設計幾乎被用於所有主流CAD程序,包括SOLIDWORKS、Autodesk Inventor、Creo Parametric、CATIA、NX和Onshape。如果您在過去20年中完成了任何CAD建模,那麼您很可能熟悉基於歷史的參數化設計。




什麼是參數化設計(Parametric Modelling)?


簡而言之,參數化設計涉及工程師逐件構建3D幾何模型。 2D草圖變成了3D特徵,根據設計師的想法,非常嚴謹進行約束和關係設定。由於每個步驟都遵循前面的步驟,所以參數化設計可能需要仔細規劃。


參數化設計建模中, “軟體按順序記住這些步驟,設計模型時,必須完美地解決這些步驟,才能完成每一步。你可以把這種模型設計方法想像成電腦程序,您必須在每個步驟為電腦提供說明,並且每次必須重建模型時,電腦都會執行這些步驟。“

什麼是直接建模設計(Direct Modelling)?


儘管參數化建模具有強大的功能和普及性,但另一種CAD範例有其自己的支持者:直接建模。在直接建模中,幾何是王道。

設計師不再需要擔心其零件的歷史記錄,而是可以直接對3D幾何體進行操作。一些現代CAD系統使用直接建模而不是基於歷史的參數化建模,而其他系統則提供參數和直接工具的混合。


參數化設計跟直接建模設計差異比較


儘管如此,基於歷史的建模通常被稱為“參數化”,因此我們常常將這兩個術語視為相似。讓人們經常誤以為只有基於歷史的軟件是參數化的。參數意味著模型由參數驅動,參數可包括尺寸,圖案實例,壁厚,孔直徑和深度等。“


如果你有跟非常擅長參數化設計的人合作,並且他們以一種良好的,深思熟慮的,嚴謹的方式構建他們的項目,那就太棒了!

但是你可以讓某些人進入設計檔並進行編輯和更改,如果他沒有正確的邏輯設計概念,會將東西複製到錯誤的地方,設計檔將變得很凌亂,甚至必須從頭開始導出和導入。“(導出和導入模型會刪除它的特徵歷史並將其轉換為所謂的”啞幾何體“,這就是沒有設計意圖的幾何體)。

最好的參數化CAD設計師非常善於構建他們的項目,他們有時可以通過查看他們的模型樹來識別它們,就好像他們在模型樹上留下了數位指紋一樣。





「儘管最終模型完全相同,但有很多方法可以達到目標 - 有些方法肯定比其他方式更好。」

參數化設計的應用


參數化建模對於由尺寸驅動的產品非常有用 - 舉例來說辦公室家具,如書桌、貨架或尺寸可能不同需要彈性變化的工具。通過參數化方法,工程師可以快速輕鬆地創建不同的設計配置。


甚至能夠撰寫程式,能夠針對客戶不同需求,只要調整參數,就能彈性修改並且產生設計圖。並且整個流程自動化,快速面對市場需求變化而做調整!

不過參數化設計時,如果對於沒有嚴謹設計的3D建模者來說,讓不正確的設計邏輯存在參數化建模3D模型中的話

「有時我覺得你可能陷入歷史邏輯困境」


如何選擇參數化設計建模跟直接建模設計?


在台灣來說,要看公司產品的特性,例如是否涉及到系統化、規模化,產品複雜度、還有經營者的觀念來決定哪種設計方式。




如果只是複雜度很低的小零件,或是設計好就完全不需要再變動的產品,那麼直接建模可能是好選擇。

但是涉及到複雜度高、需要組配、時常修改設計的話,仍然建議採用參數化設計,有助於面對市場變化能夠快速調整。

市面上大多數主流CAD(Computer Aided Design)軟體已經採用參數化設計,如SOLIDWORKS、Autodesk Inventor、Creo Parametric、CATIA、NX和Onshape,可以從中再選擇。



Aaron

Author & Editor

經歷:竹科科技大廠工程師,專精自動化、機構設計、造型設計,豐富的產品開發經歷,自從接觸了3D列印後,原本以90日來計算的開發時程變成1日!大幅縮短開發時程!我們用分享的心情與各位好朋友一起邁進!

 
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