基于FreeForm和快速原型的快速产品开发研究

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1、基于FreeForm和快速原型的快速产品开发研究摘要：通过分析FreeForm和快速原型技术在产品开发中的作用，提出了基于FreeForm和快速原型的快速产品开发模式。通过某人物玩具开发的实际应用，表明该模式可以快速地制造出产品的样件，可实现产品开发的快速设计、快速定型、快速营销和快速制造，产品能很好地再现设计模型，加快了产品的开发速度，开发成本和风险大大降低，加速新产品的开发速度和成功率，提高企业的竞争优势。关键词：快速原型；FreeForm；产品开发；ResearchonRapidProductDevelopmentSy

2、stemBasedonFreeFormandRapidPrototypingAbstract：Inthispaper,theeffectofFreeFormandRapidPrototypingonproductdevelopmentisanalyzed,andrapidproductdevelopmentsystembasedonFreeFormandRapidPrototypingisbroughtforward.Totakethehumanbodytoydevelopmentforexample,thestudysho

3、wsthatthissystemcanaccelerateproductdesign,productinvariability，productmarketingandproductmanufacture.Sotheperiodofproductdevelopmentcanbeshortenedandorganizationcompetitivenesscanbeincreased.Keywords：RapidPrototyping;FreeForm;productdevelopment1引言21世纪是飞速发展的世纪，是无限竞

4、争的世纪，充满着发展的机遇，又充满着严峻的挑战，速度之快，变化之多，让人猝不及防。随着市场的瞬息万变和技术的日新月异，速度正成为企业生死存亡的关键[1]。市场需求不断在变化、顾客对品牌的关注度与忠诚度不断在下降，潜在进入者与竞争对手在不断蚕食市场，如果企业不能够根据形势的变化，快速地开发出新产品，那么资金再雄厚的企业也无法生存下去。速度就是生命，时间就是效率，速度已经取代规模成为竞争中的重中之重。迅速者胜，迟缓者死，快着通吃，是今天竞争的新规则[2]。现代的设计是充满创意的设计，现代的产品是基于知识的产品。现代的产品开发是速

5、度竞赛的快速产品开发。“工欲善其事，必先利其器”，企业要在市场竞争中取胜，很大程度上取决于所使用的技术和工具。快速原型和FreeForm系统就是快速设计开发的有效工具，催化着设计创意，推动着创新设计的不断提速。本文在对快速原型技术和FreeForm系统进行分析的基础上，构建了基于快速原型和FreeForm的快速产品开发系统，并通过实例说明该系统对加快产品开发速度的作用，以提高制造企业的竞争能力。2FreeForm快速设计系统常用的三维CAD系统存在无法回避的缺点，即设计者面前只是模型的一个视图，造型设计只停留在平面和视觉的三

6、维上，而无法让人们全方位地“感受”设计；另外，设计师仍然没有从二维的鼠标与键盘上解放出来，在整个设计过程中把大量时间花在模型的表达上，而没有更多的时间去思考和发掘新的创意，在一定程度上使设计成了一种简单的初级模仿，从而限制了设计师的积极与创造性的发挥。FreeForm系统是美国SensAble公司开发的可以从视觉、听觉和触觉上全方位地感受到产品存在的虚拟现实系统[3]；在造型设计过程中，不但能够看到、听到计算机屏幕上的数字模型，而且可以“触摸”到这个模型，感受到模型的存在，设计师可以通过力反馈设备上机械式手臂的移动和旋转，感

7、受到真实的创作，从而快捷地创造出具有设计灵感和创新思维的产品造型，提高产品开发的设计效率。FreeForm系统及构成简图见图1和图2所示。图1FreeForm系统图2FreeForm系统构成简图3快速原型技术在产品开发中的作用快速原型（RapidPrototyping,简称RP）[4]融合了当今计算机、数控、激光、材料和机械等方面最先进的技术发展起来的一种先进的先进制造方法，其采用全新的增长加工法，用一层层的毛坯逐步叠加成产品模型,无需配置其他工模具，即可直接快速地制造出产品模型。快速原型技术可以制作出形状任意复杂的产品样件

8、和模具，其制造工艺过程几乎与成本和零件几何形状复杂程度无关。在产品设计开发的各个阶段都要用到原型件或样机，传统制造实物样件或样机的方法是采用机加工的方法进行制作，产品形状较复杂时，甚至采用手工制作模型的方法。这种制作实物样件或样机的方法，时间长，成本高，有时模型的精度还较难保证。而快速原型