工业机械模型制作

  随着机械的运用领域的拓展,工业机械模型的发展也越来越快,人们对机械模型的需求也不断的扩展。在生活中越来越多的企业会用工业机械模型来进行展示,尤其是一些比较大的机械,一般都会采用模型来进行展示。工业模型,俗称手版、手版模型和快速成型,主要制作方法有CNC加工,激光快速成型和硅胶模小批量生产,广泛应用于工业新产品设计研发阶段。在相当短的时间内加工出和设计一致的实物模型,设计师进行产品外观确认和功能测试等,从而完善设计方案 。达到降低开发成本·缩短开发周期,迅速获得客户认可的目的。


  工业机械模型是模型的一种,知识领域不同而已。模型大多是用来观看和科研及军事用途。模型又分很多种:有数字模型和实物模型两大类数字模型就是利用电脑多媒体技术制作出来显示在屏幕上的,是虚拟的。就是把真实机器按照一定比例做出来,以及外观动态效果的一种模仿。实物模型是利用现实存在的东西制作或制造出来的看得见摸得着的模型。


  机械模型的制作是一种理性化,艺术化的制作。它要求模型制作人员,一方面要有丰富的想象力、高度的概括力和精细的观察力;另一方面要熟练地掌握机械制作的基本技法。只有这样才能通过理性的思维,艺术的表达,准确而完美地制作机械模型。


  机械模型虽然还没有像其他模型那样形成系列,能够展示出行业发展的历程,但是它们已经不只是工业产品,更能体现现代工业的美观。因此,对机械模型的收藏不但成为一种时尚,也成为一种文化行为。


  工业模型专业生产机械模型种类:能源再生机械演示模型、铁厂机械模型、排水机组演示模型、包装机械流水线模型、采暖机械模型、机械机器动态模型、盾构机工艺流程、改性沥青防水卷材生产线模型、减速机模型、煤炭装卸机械模型、铜精炼冶金工艺流程模型、回收处理设备模型、施工机械模型、建筑机械模型、运输机械模型、仿真演示模型、钻井机械模型、粮食烘干设备机械模型等。


工业机械模型制作所需材料


       工业机械模型,顾名思义就是关于机械在真实设备同比例缩小,比如1:10、1:20等等。如果在比例允许的情况下,完全可以模拟真实设备中的工作原理及演示,除了机械、建筑模型、军事模型、石油化工模型都可以制作。很多的机械模型都是非常常用的,在日常的生产中发挥着很大到底作用,它可以巧妙的把一些其他的能通过一定的手段转换为机械能,这样一来我们就可以去设计一些模型来实现具体的实用效果。其实很多的机械原理的概念都是非常重要的。我们由此可以看出机械模型真的是非同寻常,可以为我们的企业带来很多的帮助。


      我国的机械制作大大小小的企业多不胜数,但是我们在选择机械模型制作的时候是怎么去挑选材料的呢?机械模型运用在大型的机械制造上,机械模型的制作绝对不能马虎,更重要的就是在选择材料商,我们在选择材料的时候必须要对材料有所了解,这样才能选到最适合的材料。


    所需物料及设备:


  设备:电脑,设计软件AutoCAD,雕刻机,工作台,油漆喷枪等。


  原材料:各种厚度的有机玻璃板,各种厚度的PVC板,普通海绵,大孔海绵,背胶纸,各色绒线末,粗鱼线,铜丝电线,0.5mm漆包线,涂料,各色油漆,绒面墙纸,三氯甲烷,干花,发胶,小彩灯等。


  工具:美工刀、锯条刀、木工工具、电工工具等。


  机械模型制作的材料一般都是分为国产和进口的两种材料,虽然材料在加工成为好的材料之前用的材料都差不多,但是在加工的过程中国所用的工艺和技术还是有差别,到最后使用到机械模型上的效果还是截然不同的。就好像我们在使用国内的材料的时候,材料和成色或者是使用期限上都是不及国外的。


  一、纸张材料: 纸张作为最常见的模型材料之一,具有十分强的可塑性,可通过裁剪、折叠、褶皱、描绘等方式进行塑造,它的分类品种众多,规格丰富,制作简便、经济,具备一定的抗力度、耐折度等,因此也具有十分高的使用率,是展台模型搭建不可缺少的材料之一。


  二、木质材料: 木质材料分为自然板材和人工合成板材,自然板材的质地细腻,防水防潮,便于切割,人工加工以后得复合板材看起来更为华丽,容易吸人眼球,看起来也更为舒服,其纹理平直,具有更高的欣赏度。 木制材料的优点是质轻、密度小、具可塑性、易加工成型和易涂饰、材质与色纹美丽:其缺点是、易受虫害影响,并会出现裂纹和弯曲变形等情况。


  三、塑料材料: 塑料作为化学性材料,是有各种材料合制而成,含有聚丙烯等多种化学元素,其色彩透明度鲜明,成型快,强度较高,具有一定的耐腐蚀度,常见的塑料有展台搭建时使用的pvc水管等,其质地轻巧,易取材,更加可以直白的看出所搭建的模型样式,也是展台搭建模型的重要材料之一。塑料的优点是质轻、强度高、耐化学腐蚀性好,具有优异的绝缘性能而且耐磨损(除发泡塑料)。热塑性塑料还可以受热成型(如聚氯乙烯、有机玻璃、abs塑料),成型效果好;其缺点是加工麻烦,费时、费事。


  四、油泥材料:油泥材料加工模型由于其材料的优良性能,不但加工方便、可塑性强,而且表面不易开裂井可以收光和刮腻后打磨涂饰,还可以反复修改与回收使用,所以比较适合制作一些形态复杂与体量较大的模型;其缺点是一方面模型尺寸的准确性难以把握,需要借助的放样或三坐标点测和对称加工,才能有效地保证形态的性。另一方面是在制作大模型时,必须与其他材料配合使用,才能节约材料成本和保证模型的强度。


  五、玻璃钢材料:玻璃钢材料的优点是强度高、破损安全性好、成型工艺性优越,工业模型制作工具:模型钳,笔,砂纸,抛光剂就好。好有:勾线笔,棉签,和主要颜色的马克笔。制作方法:骨架浇注成型加工法:制作尺寸较大的模型时,为保证模型强度,减轻重量便于搬动,可以在机械模型制作的时候内部填充泡沫塑料或其他材料。需要预先根据造型特征扎好木制框架,或选用其他能保证强度又便于加工的材料进行扎制。在完成的滑架上浇注石膏,这样模型才能具备足够的强度,以保证形态加工的完整性。


  我司在制作工业机械模型制作中主休采用高分子树胶及其多种填料制作;盾构机的主体构架,技艺塑造经典,设计经典,创艺无限”是创业理念采用工程材料构架;传动部分、受力部分为金属配件,以保证设备的整体强度性和可靠性。盾构机外壳为珠光灰有机玻璃与透明玻璃相结合进行制作。


  除此之外的模型材料种类数不胜数,随着高新技术的发展,更多的材料越来越被广泛的应用。金属材料也开始普遍应用,金属具有较高的硬度,在一定程度上是非常适于展台搭建的,而且现在展台搭建基本采用金属作为构架,因此也是展台搭建的模型材料的核心材料之一。




工业机械模型制作步骤和流程


  机械模型简单来说就是机械类的微缩型模型。机械模型制作的种类在沙盘公司中属于机械类模型,通常我们讲的机械模型其实就是真实的机械设备做成同比例或缩小比例的模型,在模型制作公司的项目部门里,机械类的模型设计占用很大一部分,同时,在沙盘制作公司里面,机械模型的又分为了三大类。机械模型制作渐渐成为市场上的热门行业,但是却是一个技术含量比较高的一个行业,一般头脑转不过来还是无法胜任这一个重要的工作,那我们又该怎么去学习机械模型制作的技术呢?


  工业机械沙盘模型的制作方法:


  第一:就是说的普通类机械设备模型,把企业要展示给的客户看的优秀设备,做成可以方便携带的微缩版设备,它的另一个叫法是大家熟知的产品模型。


  第二:是机械动态模型,他是在机械设备模型的基础之上实现了设备功能的体现,我们都知道,设备是需要运转的,机械动态模型就是通过不同的手法,来把机械设备的各个功能完美的的体现出来,它有很多的表现手法,模型制作公司有一套自己独特表现制作方式,相可以说机械动态模型是普通类机械模型的升级版。动态机械模型制作,就是把真实机器按照一定比例做出来,以及外观动态效果的一种模仿。


  第三:是设备流程模型,它可以说不是某一单个模型,而是流水线的完整体系模型,它是由多个机械设备模型组合完成,在设备流程模型的制作方式和手法上,在比例条件允许的情况下,也需要有动态模型的切入,这样才能够把整个的流水线模型更加直观的体现出来,相对于上两个,设备动态模型可以说是机械模型制作的完美组合版。


       工业机械沙盘模型的制作流程:


  A、模型台子,一般情况下,制作工业机械模型是放在玻璃罩里,而不放在台子上。


  B、PVC板喷漆,喷漆部根据图纸的设色调出相应颜色的油漆来,喷在相应的PVC板上,送到设计部进行雕刻。


  C、雕刻部件,设计部根据实际情况按比例设计出的结构,并在电脑上分解成不同的板块,工业机械模型基本上是和建筑模型做法相似,依图纸按一定的比例缩小,雕刻出板块,用三氯甲烷粘合。


  D、组合部件:制作部根据设计部送来各部件,根据说明和粘合方式,用三氯甲烷将PVC板块粘合成工业模型的大致形状。


  E、置景,制作配件,整体组合。


  机械模型的保养方法:


  由于机械模型的材质的特殊性,它的保养尤为重要,保养机械模型时检查各部位的配件关系及有无损坏,对损坏的部分进行修复,气动顶料检查有无漏气现象,并对具体的情况采取措施。


  机械模型上是水贴纸是比较脆弱的,存放的时间长了就容易干裂,所以模型在摆放的时间长了就要将水贴纸用食品保鲜膜包好。放在冰箱里,等到使用的时候就可以取出来。要是遇到水贴纸干裂,可以用模型漆稀释后,喷在水贴纸上,反复的多喷几次就可以修复。


  气管损坏进行更换,要对机械模型几个重要零部件进行重点跟踪检测:介绍顶出、导向部件的作用是确保模型开合运动及塑件顶出,若机械模型其中任何部位因损伤而卡住,将导致停产,故应经常保持模型顶针、导柱的润滑,并定期检查顶针、导柱等是否发生变形及表面损伤,一经发现,要及时更换;完成一个生产周期之后,要对机械模型工作表面、运动、导向部件涂覆专业的防锈油,尤应重视对带有齿轮、齿条模型轴承部位和弹簧机械模型的弹力强度的保护,以确保其始终处于最佳工作状态,随着生产时间持续,冷却道易沉积水垢、锈蚀、淤泥及水藻等,使冷却流道截面变小,冷却通道变窄,大大降低冷却液与模型之间的热交换率,增加企业生产成本,因此对流道的清理应引起重视;对于热流道机械模型来说,加热及控制系统的保养有利于防止生产故障的发生,所以特别重要。




工业机械3D模型制作的流程


  工业机械三维动画制作简称“机械仿真”,是指采用三维动画技术模拟机械的零部件、材质、外形和内部构造,把机械的设计原理、性能特征、工作过程、使用方式等一系列真实的事物以动态视频的形式演示出来。那么,工业机械3D模型制作的流程又如何呢?


      工业机械3D模型制作的流程:


  1.前期沟通


  当得知客户有意向想做机械动画之后,我们就会安排人员与客户进行沟通,了解客户需求及动画要求。项目确立下来后,我们大概会从客户那里获得一些图片,视频,图纸,文档等相关参考资料。


  2.动画脚本


  动画脚本,此词语来自日本,意思即为动画剧本,和通常所说的电影电视剧本是一样,通过剧本我们可以知道怎么去演示去展示产品,他可以是使故事或小说详细化的工作,具体到人物的对话,场景的切换,时间的分割等等。在机械动画行业,一般来说,最基本的,要罗列出每一个镜头要表现的画面,告诉我们需要演示的部分,时间长度,相关信息等等。


  动画脚本是制作动画的总提纲,后面的动画制作,都会以此为基础,并且会发给客户方反复审核和确认。其重要性,不言而喻。


  3.建立模型


  根据脚本内容,涉及到三维动画部分,将在动画制作软件中进行,例如3DSMAX,MAYA,C4D,这些常用软件。


  模型当然是这一部分工作的基础。模型的制作,有图纸就依据图纸来制作,没有图纸,就依据实拍图片和视频,或者直接参考实物来制作。


  4.灯光、材质、渲染


  将此三项工作列在一起,原因是他们都对动画的质量,具有很大的影响。并且相互之间,联系紧密,各个参数,都会反复调节。这将是一个较为繁琐的过程,如果你想得到满意的效果的话。


  5.后期合成


  在这一步,我们会将所有的素材,包括实拍视频,渲染出的序列帧,各种图标,相关文字,图片,进行总体合成。因此,常会用PhotoShop进行图片的处理,用AfterEffect进行特效合成,用Premiere进行剪辑合成等等。


  6.压缩及转换格式


  为了将动画视频运用在相关场合,需要将其进行压缩和转换格式,最常见的软件是格式工厂,当然例如Premiere软件,也有压缩和转换功能。


  机械三维动画在建模时的注意事项:


  在制作机械三维动画的过程中,根据项目,建立模型,搭建场景,这是最基础的一步。既然是基础的一步,那么它的质量如何,直接影响到整个作品质量的高低。那么,我们便从最开始的阶段,来看看在建模工作中需要注意的一些问题。


  图纸是工程师交流的语言。我们做机械动画或者工业动画,客户方一般会提供一些图纸,有方案图,有设备图,有基础图,工艺图等等。首先做的就是理解图纸,然后根据图纸建模。主要的图纸格式,还是DWG文档。一般的3D动画制作软件,例如3dsmax,Maya,C4d对这类文档,都有很好的支持,可以很方便的导入。


  在此,说一点小细节。在导入图纸到3D动画软件之前,最好是用AutoCad将图纸进行一下处理。比如删除多余文字,图层。删除多余的线段,填充,剖面线等等,只保留主体线段。并且需要检查三视图是否完整,并且检查是否对齐。


  以上工作做完之后,可以导入到3D软件中。我们的经验是,导入的时候,让其形成一个完整的图块,然后将其转化成样条线。这个时候,它还是一个图。之后所要做的就是讲三视图进行分离,并且各自旋转相应角度,让三视图在各自在自己的空间层面。


  摆正三视图的位置后,以下的工作就好办了。根据三视图,逆向完成3D模型即可。当然,因为图纸都是机械工程师做的,因此在图纸处理过程中,最好有一点机械制图的基础。这对于机械动画的建模工作,是大有裨益的。



工业机械模型制作过程需注意事项


  机械载具类的制作是比较容易的。关键是需要把握好以下几点:


  1, 整体模型的比例。这点毋庸置疑,因为比例是做任何模型都是至关重要。


  2,由于游戏模型的面数限制,我们在制作机械类模型时,尽量将面数用在影响外轮廓结构上。内部结构大多用法线体现即可。


  3,制作高模时,卡线极为重要。因为卡线的距离决定了转折的缓急,通过卡线就区别出各个组件的质感。


  4,细节的绘制要注意疏密结合,不管是从近景上还是中景上或者远景上既有细节而且稳而不乱。


  机械三维动画在建模时的注意事项:


  在制作机械三维动画的过程中,根据项目,建立模型,搭建场景,这是最基础的一步。既然是基础的一步,那么它的质量如何,直接影响到整个作品质量的高低。那么,我们便从最开始的阶段,来看看在建模工作中需要注意的一些问题。


  图纸是工程师交流的语言。我们做机械动画或者工业动画,客户方一般会提供一些图纸,有方案图,有设备图,有基础图,工艺图等等。首先做的就是理解图纸,然后根据图纸建模。主要的图纸格式,还是DWG文档。一般的3D动画制作软件,例如3dsmax,Maya,C4d对这类文档,都有很好的支持,可以很方便的导入。


  在此,说一点小细节。在导入图纸到3D动画软件之前,最好是用AutoCad将图纸进行一下处理。比如删除多余文字,图层。删除多余的线段,填充,剖面线等等,只保留主体线段。并且需要检查三视图是否完整,并且检查是否对齐。


  以上工作做完之后,可以导入到3D软件中。我们的经验是,导入的时候,让其形成一个完整的图块,然后将其转化成样条线。这个时候,它还是一个图。之后所要做的就是讲三视图进行分离,并且各自旋转相应角度,让三视图在各自在自己的空间层面。


  摆正三视图的位置后,以下的工作就好办了。根据三视图,逆向完成3D模型即可。当然,因为图纸都是机械工程师做的,因此在图纸处理过程中,最好有一点机械制图的基础。这对于机械动画的建模工作,是大有裨益的。



工业机械模型制作的分类


  机械模型分类:


  一、新能源、电力科普、展览系列模型


  二、核电站及设备模型 


       三、火力发电厂(职工技能培训)、热能动力系列模型


  四、水利枢纽工程、水电站、水轮发电机组、水工建筑物、水泵、泵房及水泵站枢纽系列模型


  五、泵与风机、锅炉及锅炉房设备、供热工程、暖通空调、制冷机器、制冷压缩机系列模型


  六、发电厂电气、电网、电机、电力系统、输变电系列模型


  七、炼油、化工装置、化工机器与设备、过程设备与控制工程系列模型


  八、石油工程、油气田开发、钻井设备、油气储运及销售系列模型


  九、物流工程与管理、大型物流沙盘、物流机械与设备系列模型


  十、道路与桥梁、地铁及施工专业系列模型


  十一、环境工程专业系列模型


  十二、内燃机、柴油机、汽油机系列模型


  十三、起重机械、建筑施工机械系列模型


  十四、地形地貌、地质构造、矿井、钻探设备专业系列模型


  十五、房屋建筑及画法几何系列模型


  十六、生产线流程动态演示沙盘类



工业机械模型制作的软件合集


  目前国内的最主流的几款三维机械设计软件分别是:


  1、第一款 solidworks 软件,目前最新版是2014正式版,solidworks 2013 sp5 在本月底也将发布(2013版的最后一个版本)。SolidWorks为达索系统(Dassault Systemes S.A)下的子公司,开发这款软件主要用于机械设计。solidworks 相对于其它几款三维设计软件来说是最容易上手最容易使用的,不过它起步相对来说晚些。


  2、第二款 UG(Unigraphics NX),目前最新版本是8.5版。它是Siemens PLM Software公司出品的一个产品工程解决方案,它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。Unigraphics NX 主要用于工业设计、产品设计、仿真确认和优化、NC加工、模具设计和开发解决方案等各个行业。


  3、第三款 Pro/Engineer(现在更名为Creo),目前最新版为 PTC Creo 2.0 M070。Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司(PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一,特别是在国内产品设计领域占据重要位置。可用于三维造型、二维制图、模拟分析(热力,机械等场的分析)、数控机床加工、钣金专项功能、模具专项功能等。


  4、第四款 CATIA 软件,目前最新版为 CAITA V6 2013和V5-6R2103版。CATIA是法国达索公司的产品开发旗舰解决方案。和solidworks属于同一个公司,CATIA 软件有着先进的混合建模技术、所有模块具有全相关性、覆盖了产品开发的整个过程等特点。主要就用于航空航天、汽车工业、造船工业、厂房设计和加工装配等各个行业。


  其它的三维机械设计工具还有Solid Edge(西门子公司,目前最新为ST6)、TopSolid(目前最新版为TopSolid 7 Build 201.044)和Autodesk Inventor(AutoDesk公司,目前最新版为2014版)等其它同类软件。


  机械行业经常用到的几款软件:


  1.UG是一款十分强大的软件,里面包含了各种功能。如:绘制二维工程图纸、三维建模、钣金设计、管道、运动仿真、数控编程,以及有限元分析。不过大多数来讲,我们用UG是用来绘制三维模型,顺便出图。尤其是用来做相对复杂的模型建模上面,其建模功能强大。


  2.SolidWorks这也是一款三维建模软件,也能出二维工程图,跟UG一样,不过这个里面的模型装配功能比较好用,也能进行仿真和有限元分析。不过大多数人还是用它来建模。


  3.CAD软件就有很多了,常见的有AUTOCAD等等,CAD软件,有很多,看自己是做什么的,不过CAD是最基本的软件,相信每个机械人士都会用,就不多说了。


  4.齿轮计算、轴承计算软件,这里就举例齿轮、轴承的计算软件。还有很多计算软件,强度分析软件,等等太多了。这些软件大多数都是比较小众的,其实呢就是通过编程把书本中哪些公式容纳进去,做成app的形式。大大简便了人去计算的过程。



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