淺析比例模型在汽車造型設計中的應用

張偉劍

摘 要：文章首先論述了油泥模型的發(fā)展和特點，以及在車身造型設計的重要性。通過模型師對比例模型的理解與制作，對汽車模型的歷史、在汽車造型中的運用與未來比例模型的發(fā)展進行闡述，并提出自己的觀點，以此來論述小比例模型的重要性。

關鍵詞：造型設計；油泥模型；制作流程

中圖分類號：U461.99 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7988（2018）17-229-03

Abstract： This paper first discusses the development and characteristics of the oil sludge model and its importance in body styling design. Through the understanding and making of the model， the history of the car model， the role of the car model and the development of the proportion model in the future are expounded， and the point of view is put forward to discuss the importance of the small scale model.

Keywords： appearance design； claymodel； production process

CLC NO.： U461.99 Document Code： A Article ID： 1671-7988（2018）17-229-03

1 汽車油泥模型的發(fā)展概況

1.1 油泥模型的發(fā)展背景

油泥模型制作是美國通用汽車公司在1927年應用到汽車造型設計開發(fā)上的，日本在30年后首次使用油泥模型進行前期的造型設計開發(fā)。相對于其他發(fā)達國家，我國汽車行業(yè)基礎差，造型設計人才短缺，汽車開發(fā)流程還處于從逆向開發(fā)到正向開發(fā)的轉變中，汽車造型的開發(fā)和設計是在二十世紀七十年代初開始才逐步使用油泥模型技術。近年來，隨著國家經濟的高速發(fā)展，人民生活水平的逐步提升，生活節(jié)奏的日益加快，使得人們日常生活和工作對汽車的需求量日益增加。汽車油泥模型是自主汽車企業(yè)產品開發(fā)設計的基礎，是產品開發(fā)設計過程中較為重要的一步，也是整車造型研發(fā)上的一個重要環(huán)節(jié)。

隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，尤其是近幾年隨著我國新能源政策的引導，更多新能源汽車如雨后春筍般涌現(xiàn)，隨之而來的設計需要業(yè)務的大量增加，涌現(xiàn)出眾多的汽車設計公司。設計公司業(yè)務范圍主要包括：效果圖、CAS和汽車模型，其中汽車模型以油泥模型和樹脂模型為主。汽車設計公司里從事油泥模型制作的模型師多以雕塑類大學生為主，具有一定的美術功底，從而能更默契的配合造型設計師完成產品的開發(fā)設計。中國的模型事業(yè)起步較晚，處于學習發(fā)展階段，也正是因為國內對交通工具的大量需求，模型師這一職業(yè)需求量也在增加，模型制作也就成為一項發(fā)展前景較好的職業(yè)。

1.2 油泥模型的優(yōu)勢

油泥模型制作是汽車造型前期設計中很重要的一步，是造型設計從二維到三維的必要過程及必經途徑。早期模型制作的方式和方法有很多，比如：聚氨脂模型，油泥模型，樹脂模型等等。經過一段時間的發(fā)展和嘗試，發(fā)現(xiàn)油泥模型具有便于修改，不易風化干燥、龜裂，尺寸比較穩(wěn)定的優(yōu)點，因此油泥模型作為首選是由汽車造型設計的特殊性和油泥本身具有的特點所決定的。

油泥本身是用油脂、填料、改性添加劑和顏料等組成的混合物，合成材料油泥加熱（至50～60℃）后，較為容易敷在初坯上，便于模型成形、修改和補充；冷卻至室溫其表面會硬化，有一定的硬度，可塑性極強，顏色均勻統(tǒng)一，可用特制的工具輕易地加工成形，完成后可以得到十分光滑、細致的表面；表面附著力很好，可以進行表面貼膜或噴漆處理，使之更接近實車效果；便于修改，這樣就可以反復推敲造型型面的飽滿度，特征線的走勢以及光影的效果。

2 比例模型在汽車造型中的運用

2.1 小比例汽車油泥模型的特點

由于汽車造型設計開發(fā)屬于較為前期的階段，同一個平臺車型會有很多的二維設計師同時進行設計工作，也就會有很多的設計方案產生，造型設計效果圖在設計時只有一個大的雛形，很多細節(jié)地方沒有進行設計，它只是設計師的一個設計方向，在這種情況下，只有在設計方案在選中后才會去做更多的造型優(yōu)化工作。這時通過二維效果圖評審，會選出多份設計思路較好的效果圖進行下一步的工作。所以大量的更改是造型設計前期開發(fā)的特點，而制作小比例油泥模型由于制作周期短、成本低，在造型設計初期正迎合了造型設計開發(fā)反復性和多樣性的特點。

模型師在制作的過程中會利用適當?shù)墓ぞ吲c油泥可塑性強的特點，可以配合設計師快速的更改造型設計，進行細節(jié)推敲，能夠更好地滿足設計要求，表達設計師的設計意圖，通過三維的視角空間立體的實物載體為設計師提供了更多設計靈感。

2.2 小比例模型的多方案并行

一般造型設計師在二維設計時會有很多不同的方案，在造型評審初期會有較多方案會被選定，這時選擇出一些較好的方案同時進行小比例模型制作，不同方案設計師與模型師配合完成模型制作，在過程中可以反復推敲完善造型設計意圖，多個方案并行可供評審，最終可選出一到兩個較好方案做1：1模型。

小比例模型的制作周期短，但是如果模型完成的質量不高，體現(xiàn)不出設計師的意圖，反而加大了設計方案的評審、篩選難度。這就要求油泥模型師的功底必須扎實，能力必須很突出，有多年的工作經驗，對模型的質量有一定的把控能力。根據(jù)二維效果圖制作小比例油泥模型，要求從模型的姿態(tài)、比例，造型趨勢的把握等方向進行全方位的把控，制作小比例模型的難易程度上不亞于全尺寸模型。如果用藝術的角度去看待小比例模型，其實就是在藝術創(chuàng)作，在設計的時候既要考慮到工程需求，也要考慮到汽車的外觀是否滿足現(xiàn)行審美。所以這是一個多學科的合作設計過程，也是一個藝術創(chuàng)造過程。

2.3 小比例模型到全尺寸模型

當小比例模型評審結束確定方案后，我們將會對小比例模型進行掃描，掃描結束后得到的數(shù)據(jù)文件導入到ALIAS軟件進行數(shù)據(jù)調整，再通過五軸銑削數(shù)控機床加工制作出1：1全尺寸油泥模型。小比例模型制作時模型師與設計師一起就像在做一件藝術品，而到了全尺寸模型制作時就是把模型師從藝術家變成高級制作工匠的過程。這也是我們常說的學術到生產實踐的轉換過程。

3 小比例油泥模型未來的發(fā)展

近年來， 隨著計算機輔助技術的高速發(fā)展，涌現(xiàn)出了一大批新技術， 例如：快速成形技術（3D打印技術）、虛擬現(xiàn)實油泥演示技術、五軸銑床或三+二模式數(shù)控銑床制造技術等。其主要是采用計算機軟件進行三維數(shù)據(jù)模型建模，人們可以實現(xiàn)在計算機數(shù)據(jù)里建立虛擬油泥模型，采用虛擬展示效果，利用虛擬的造型工具對汽車虛擬油泥模型進行修改操作，類似Photoshop軟件，只不過這個是三維的空間環(huán)境下進行修改制作。建模的過程與汽車油泥模型制作過程基本上是相同的，只不過是沒有一個實物做為參考評價。還有就是通過數(shù)控銑床加工制作油泥模型， 它可以直接利用計算機制作的數(shù)據(jù)，通過機床軟件編程銑削油泥模型，但是這種方法要求三維建模師有很高的制作水平，在想象的空間里完成整車的三維立體數(shù)據(jù)制作，這樣難免會出現(xiàn)一些與設計意圖向背離的地方，三維建模師和二維設計師不是同一個人，設計思維有很多不一樣的地方，這個方法一般適用于造型設計開發(fā)的中期，通過推敲完成小比例油泥模型制作之后得到一版數(shù)據(jù)，根據(jù)得到的數(shù)據(jù)制作三維汽車模型再進行1：1油泥模型制作來檢驗造型設計的美觀性及合理性。

雖然這個時代新技術的發(fā)展確實給油泥模型制作帶來了許多便利，無論是從制作時間上還是從造型設計語言表達方面都有很大的幫助，但它們取代不了小比例油泥模型制作工作。小比例油泥模型制作是在造型設計前期進行的，是多個方案同時在立體實物上進行制作的，是從無到有真實全面反映造型師設計意圖的載體，是造型設計階段前期不可或缺的一個重要階段。

雖然新興技術中數(shù)據(jù)銑削技術確代替了模型師的一些技能，但是小比例模型的大部分制作依然離不開模型師，這些新技術可以幫助模型師完成前期的一些相對簡單粗糙的工作，如泡沫內芯的銑削，油泥模型大面的初步制作等工作可以通過機床來進行制作，小比例模型在未來的造型設計中地位突出，模型師的專業(yè)素質培養(yǎng)將是重中之重的工作，怎樣快速高效地反映出設計師的設計意圖是我們工作中的重點。所以在做小比例模型時，油泥模型師用雙手能把汽車造型設計的特點表達出來。如馬自達魂動的光影理念建立，奧迪的沉穩(wěn)造型風格，寶馬車的INEXT理念等等，油泥模型師與設計師一起反復推敲，此時的模型車就像被人們賦予了生命一樣展示著各自的魅力。無論是多么高端的設備它也只是機器，它不能賦予另一件物品生命，它們只能單純的機械復制，但是人的雙手是有溫度的富有靈性的，模型師用雙手做出的小比例模型充滿了活力，在造型趨勢上更能通過推敲得到意想不到的形面美感，賦予模型無限生機。

4 結語

盡管近年來各大主機場和設計公司利用數(shù)字建模制作模型的應用技術越來越廣泛，但目前的技術還是沒有辦法完全取代油泥模型的，使用數(shù)據(jù)模型制作出來的模型沒有通過反復推敲直接形成的曲面缺乏說服力，很難完美的展現(xiàn)出二維設計師的設計意圖，虛擬的數(shù)字模型還是不夠靈活沒有生命力，缺少一個反復論證過程。所以即使在汽車研發(fā)技術相對發(fā)達的主機場也還沒有能夠完全取代油泥模型在汽車造型設計中的重要作用。在近期及以后相當長的一段時間，汽車造型設計開發(fā)中還將繼續(xù)采用油泥模型制作的方式來體現(xiàn)造型設計方案的具體細節(jié)特征，用于造型設計方案的評審及修改工作。新的虛擬現(xiàn)實，快速成型技術等為油泥模型制作提供了便利，但傳統(tǒng)的手工制作等比例模型依然必不可少，二者要相輔相承相互結合才能夠更好地完成設計方案，然而對模型師而言，在科技發(fā)展迅猛的時代，掌握手工技藝的同時也要學會新的科學技術應用，這樣才能立足于這個行業(yè)同時更好地為這個行業(yè)做出自己的貢獻。

油泥模型制作在汽車造型設計開發(fā)中起著重要作用，油泥模型作為造型設計、總布置設計、工程分析、營銷等相關部門間信息交換的最直觀媒介是汽車造型設計的必要手段，建立完善油泥模型師、造型設計師、工程設計師之間的交流平臺是提升造型設計質量的重要保障。小比例模型制作由于制作成本低速度快，在造型設計初期能快速反應出設計師意圖，通過小比例模型制作過程中反復推敲，完善設計思路最終實現(xiàn)二維設計師設計理念，提供多個方案評審，直接反映造型趨勢及意圖，選定模型后給三維建模師提供了數(shù)據(jù)點云，使三維設計師能快速完成模型的A面制作，再通過五軸銑床設備機床加工出1：1油泥模型，在更加真實還原實車數(shù)據(jù)進行造型細節(jié)推敲，得到最真實的模型實物，表面進行貼膜或噴漆處理，展示效果與實車基本一致，更直觀反映出造型設計效果，利于造型設計開發(fā)高效有序進行。

參考文獻

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