人在使用
CAD軟件設計零件時的原始沖動是三維的,是有顏色、材料、硬度、形狀、尺寸、位置、相關零件、制造工藝等等關聯概念的三維實體,甚至是帶有相當復雜的運動關系的三維實體。
CAD是三維設計還是二維設計
只是由于以前的手段有限,人們不得不共同約定了在第一象限(美國是第三象限)平行正投影的二維視圖表達規則,用有限個相關聯的二維投影圖表達自己的三維設想。這種表達信息是極不完整的,而且繪圖、讀圖要經過專門訓練人進行,以便“糾正”人類頭腦中原始的、關于幾何形體表達的“錯誤”。如果能直接以三維概念開始設計,在現有的軟件支持下,這個模型至少有可能表達出設計構思的全部幾何參數,整個設計過程可以完全在三維模型上討論,對設計的輔助就很容易迅速擴大的全過程,設計的全部流程都能使用統一的數據,這是發達國家CAD的今天,也是我們明天的微機CAD。
從三維開始的設計,二維工程圖的表達仍然要遵守傳統設計的要求,因為加工、裝配現場還不可能安裝計算機系統。這樣,支持軟件必須有從三維生成二維工作圖,并雙向關聯的能力;為了能在設計中配湊和修改尺寸形狀,支持軟件又必須有三維實體全面尺寸約束和特征修改能力。
這樣才有可能建立充分而完整的設計數據庫,并以此為基礎,進一步進行應力應變分析、制件質量屬性分析、空間運動分析、裝配干涉分析、NC控制可加工性分析、高正確率的二維工程圖生成、外觀色彩和造型效果評價、商業廣告造型與動畫生成等一系列的需求都能充分滿足,這才是對設計全過程的有效的輔助,這才是有明確技術效益和經濟效益的CAD。如果做到了這一點,傳統的以二維工作圖為主的設計資料管理將變成三維設計數據的保存和管理,而工科大學的機械制圖課就可以大幅度刪砍,盡量保留學生的三維原始概念,二維工程圖的畫法也應隨之大幅度簡化。
在我國,近期內實現波音777那樣的全數字化設計還不可能,但是在機械系統實施從三維概念開始的、基于微機的CAD是條件具備的,可以指望解決傳統設計中前文所列的難點。這樣作肯定會明顯提高設計的質量,隨之而來的是提高CAD軟件設計的速度。