油泥模型制作在现代摩托车造型设计开发中的应用

刘志锋　王　引（天津内燃机研究所　天津　300072）

油泥模型制作在现代摩托车造型设计开发中的应用

刘志锋王引
（天津内燃机研究所天津300072）

摘要：现代摩托车设计过程中，油泥模型因使用便捷、性能稳定、仿真性高被广泛使用。主要介绍油泥模型的历史和特点、摩托车油泥模型的制作流程以及油泥模型在摩托车造型设计开发过程中的重要作用。

关键词：摩托车造型油泥模型线图

引言

在现代摩托车造型设计开发过程中，计算机数字化模型和虚拟技术虽然运用越来越成熟和常见，但由于油泥模型具备塑造真实、展示直观、便于修改的作用和特点，在整个开发体系中仍然具有不可替代的作用。油泥模型的制作是模型师对效果图的理解和把握，对设计师设计思想的探讨和体现，是现代摩托车新产品开发设计过程中的关键环节，也是造型设计与工程结构之间的桥梁。

1　油泥模型的历史与特点

油泥模型最早出现在上世纪二十年代，1955年日本首次使用工业油泥进行汽车模型设计开发[1]，当今油泥模型的制作技术和手段越来越成熟，已成为所有知名交通工具制造公司和设计机构产品开发的主要步骤之一。

油泥是一种人工制造的合成材料，在常温时，能保持适当的硬度和稳定的形态，在烘箱中加热至50℃～60℃时，油泥自身会变软，可以在制作好的内芯上进行敷涂作业。冷却后，模型师利用专业的油泥工具进行切削加工，制作出需要的形体。

油泥模型和其他材质模型比较具有以下特点：

1）软硬可调，质地细腻；

2）成型快捷、修改方便；

3）可以反复回收利用。

2　摩托车油泥模型的制作方法

2.1常用材料和设备工具

摩托车油泥模型制作的常用材料除了油泥以外，主要的还有泡沫、胶带、薄膜等，常用的设备和工具为油泥处理设备、油泥模型制作工具等。

2.1.1油泥

油泥敷涂在模型的外层，是制作模型的主要材料之一。在油泥出现之前，主要用石膏和木材制作模型，石膏和木材的雕塑性虽然很好，但成型后修改比较困难。油泥出现后，可以便捷地进行切削加工，随心所欲地制作出需要的形状，迅速替代了其他材料,成为制作模型的主要材料，如图1所示。

图1常见工业油泥

2.1.2泡沫

高密度的硬质泡沫用于制作模型模芯，优质的泡沫是做内芯、骨架的一种理想材料，不仅能够很好地与铁制品、油泥粘结，而且便于切削成型，有效地替代油泥作为填充物，起到节约油泥，降低成本，减少工作量的作用，如图2所示。

图2 油泥泡沫

2.1.3油泥处理设备

油泥处理设备主要是加热和回收设备，如图3所示。常用加热设备是油泥专用烘箱，加热容量大，安全性高，温度控制精确；刮削掉或者模型上的油泥可以用油泥回收机集成片状后再次加热使用，但需特别注意回收时，尽可能拣除其中的杂质，以保证再次使用的效果。

图3 油泥设备

2.1.4油泥模型制作工具

油泥模型的主要制作工具有刮刀、刮片、挖孔工具，如图4所示。刮刀根据形状和功能的不同，划分为平面刮刀、弧形刮刀和三角刮刀等；刮片根据形状可分为矩形刮片和异形刮片，根据形体制作的要求，刮片强度、大小存在差异。

图4 油泥工具

2.2等比例摩托车油泥模型的制作流程

按照评审通过的效果图方案进行等比例的油泥模型制作，更为真实展示设计效果、比例尺寸[2]。油泥模型主要制作流程如下。

2.2.1等比例胶带图制作与标点

胶带图也称为线图，顾名思义就是用胶带做的图，是连接效果图和油泥模型之间的桥梁，是转换效果图到模型的必要条件，如图5所示。完整的一套摩托车油泥模型线图包含侧视图、前后视图、俯视图、45°视图、局部细节放大图、零部件视图等，线图一般由黑色胶带在固定平面上根据效果图制作，将设计开发的摩托车部件用线的形式完整地展示出来，线图制作完成后，在提炼出的特征线上按照一定密度标注XYZ坐标点。

图5 线图与标数

2.2.2摩托车车架的制作与设定

新产品摩托车的车架制作分为两种，一种是全新制作，目前这种情况较少；比较多采用的方式是在现有车架基础上进行修整，如图6所示。

图6　摩托车车架的设定

车架的设定是指将符合模型制作要求的车架由各处柔性连接改为刚性连接，将车架固定在三坐标划线机或者CNC加工设备上，保持车架中线垂直、左右水平。

2.2.3模型内芯的制作

模型内芯主要材料为高密度泡沫，大小和位置要适合车架和开发部件的实际尺寸，如图7所示。制作合理的模型内芯可以明确表达出油泥模型的整体效果，还可以有效地节省油泥的使用量，但模型内芯也不可过大，至少要为油泥预留10mm以上的敷泥修改空间。

图7 油泥模芯

2.2.4填敷油泥、CNC加工、人工修改

模型内芯制作完成后接下来的步骤就是在模芯上敷涂油泥，这是非常重要的一步，上泥时特别是在泡沫上首次上泥时，不要着急地将大块油泥糊在上面，而是要遵循宽长平薄的原则，将油泥均匀的敷涂在模芯上，否则容易在模型后期的切削制作时造成油泥的剥落、分层。

CNC加工设备在摩托车模型的制作中越来越广泛，有逐渐代替手工粗刮模型的趋势，但不论何种方式，都还需要模型师对油泥模型点线面进行后期的人工调整，如图8所示。

图8　油泥模型的人工制作

2.2.5精修细刮与倒角

模型基本完成后，设计师、评审人员对模型造型进行评估，对未达要求的造型提出修改意见，模型师反复修改调整，将油泥模型观感效果优化完善[3]，如图9所示。

图9 精刮后的油泥模型

油泥模型在精刮完成后，按照工程需要就可以倒角了，倒角两端的曲面和相交曲面的延伸线是相切的，这样的圆角看起来才会更加流畅，能够表达出将来产品的实际效果。

2.2.6模型覆膜与测量

在油泥模型上覆膜，很小的瑕疵也会暴露出来，以免肉眼对油泥模型造成的误判。

油泥模型冻结后，就可以喷粉测量点云，交付工程人员完成后面的工作，如图10所示。

图10点云测量

3　油泥模型在摩托车设计开发过程中的主要作用

3.1逼真实车效果

等比例摩托车油泥模型制作完成后，要求在精度和质感上能够达到真车的效果，可以直观地展示设计开发的摩托车新产品实体，供决策层进行评审决策，如图11所示。

图11评审

3.2验证作用

敷涂专用薄膜，可以更好地展示设计开发产品在整体形象、局部细节及圆角、颜色等方面是否符合造型审美要求；通过模型，工程人员可以验证开发部件是否存在问题，与车体其他部件是否存在干涉；大型摩托车开发时，还可以用来做风洞试验。如图12所示。

图12敷膜验证

3.3数据基础

通过现代测量手段，采集油泥模型制作部件的点云，可以用计算机绘制出产品3D模型、2D图纸，进行结构的可行性分析和优化，为后期RP制作和磨具开发提供相关的数据支持。如图13所示。

图13　三维数据样车

4　结束语

油泥模型的设计与制作在现代摩托车造型设计开发中起着承前启后的关键性作用，一方面它是连接设计与工程的媒介，将二维的平面效果图转化为真实的三维实物，能够有效地弥补效果图不能解决的空间问题，使设计对象更直观、更具体。通过对油泥模型的反复评审和修改完善，也是对设计方案的验证分析和优化处理。另一方面工程技术人员在油泥模型的基础上获得相应的空间三维数据，作为后期设计开发的基础[4]。

现代的油泥模型不再单纯地依靠人工制作，CNC设备在摩托车油泥模型制作领域的应用越来越广泛，大大地提高了模型的制作效率，缩短了制作时间。计算机辅助设计和仿真样件制作水平的提升也可以帮助更快更好地制作出符合要求的油泥模型，从而使油泥模型在产品开发体系中应用越来越广泛，越来越重要。

参考文献

1山田泰里.Clay Modeling Echniques For Giving Three DimensionalFrom Toklea[M].株式会社三荣书屋，1997

2陈雷.汽车油泥模型制作[J].装饰，2001（6）：15~16

3张德超，袁晓红，邓楚南.摩托车覆盖件油泥模型的制作[J].摩托车技术，2005（7）：13～15

4刘刚田．产品造型设计方法[M]．北京：电子工业出版社，2010

中图分类号：TB476

文献标识码：A

文章编号：2095-8234（2015）02-0079-04

收稿日期：（2015-03-02）

作者简介：刘志锋（1977-），男，工程师，主要从事产品造型设计开发。

App lication of Clay M odel in theM odern M otorcycle Developmentand Design

Liu Zhifeng，Wang Yin
Tianjin Internal Combustion Engine Research Institute，Tianjin University（Tianjin，300072，China）

Abstract：During themodern motorcycle design process，the claymodel is widely used because of its convenient use，stable performance and high simulation.This paper mainly introduces the history and characteristics of the clay model，the making process of the clay model of motorcycles as well as the important role of claymodel in the processof themotorcycle design.

Keywords：Motorcyclemodeling，Claymodel，Diagram