TopSolid與美式家具的數(shù)字化設(shè)計(jì)匹配性研究

摘 要：近年來(lái)，美式家具的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)呈擴(kuò)大趨勢(shì)，與此同時(shí)，TopSolid三維設(shè)計(jì)軟件逐漸進(jìn)入家具行業(yè)。TopSolid在滿足產(chǎn)品造型需求的同時(shí)，又提供了豐富的功能以滿足產(chǎn)品工藝需求，完善了設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)結(jié)構(gòu)。從分析TopSolid和美式家具的特性出發(fā)，探討美式家具與TopSolid的數(shù)字化設(shè)計(jì)匹配性。

關(guān)鍵詞：TopSolid;美式家具;數(shù)字化設(shè)計(jì);匹配性

1 TopSolid三維設(shè)計(jì)軟件簡(jiǎn)介

1.1 TopSolid的特性

TopSolid是基于云系統(tǒng)的PDM（Product Data Management，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）和ERP（Enterprise Resource Planning，企業(yè)資源計(jì)劃），使CAD（Computer Aided Design，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、CAE（Computer Aided Engineering，計(jì)算機(jī)輔助工程）、CAM（Computer Aided Manufacturing，計(jì)算機(jī)輔助制造）一體化的設(shè)計(jì)軟件。它支持機(jī)器人智能編程、3D打印，提供專業(yè)的行業(yè)解決方案等，為工業(yè)4.0提供了技術(shù)支撐平臺(tái)。[1]TopSolid軟件在木工設(shè)計(jì)和加工方面，產(chǎn)品模塊包括TopSolidWood和TopSolidWood-Cam。TopSolidWood主要面向室內(nèi)裝飾、家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)、室外家具設(shè)計(jì)等行業(yè)，并為這些行業(yè)提供了符合家具設(shè)計(jì)習(xí)慣的二維工程圖紙、可參數(shù)化的3D實(shí)體建模、流暢的結(jié)構(gòu)件拼接組裝、豐富的木工數(shù)據(jù)庫(kù)、較為真實(shí)的渲染效果以及運(yùn)動(dòng)仿真等功能。TopSolid軟件可以在CAD、CAM綜合環(huán)境下，連接設(shè)計(jì)與工藝制造，高度集成CAD、CAM、PDM、CAE、ERP，促進(jìn)各部門(mén)信息之間的流通，避免出現(xiàn)信息“孤島”。[2]

其中，于家具企業(yè)而言，TopSolid能給予其最大的幫助是它豐富的木工數(shù)據(jù)庫(kù)以及木工程序中的Wood（木頭）塊應(yīng)用，Wood塊可以使家具的搭建更為快速便捷，而這也是TopSolid區(qū)別于其他產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件的最大特點(diǎn)。豐富的木工應(yīng)用連接了設(shè)計(jì)與工藝、制造的橋梁，使設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與工藝制造數(shù)據(jù)產(chǎn)生了互聯(lián)性。[3]

TopSolid中國(guó)公司代表劉振新表示，TopSolid是一個(gè)設(shè)計(jì)、加工一體化的3D設(shè)計(jì)軟件，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)即生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，完全滿足MES（Manufacturing Execution System，制造執(zhí)行系統(tǒng)）的工藝數(shù)據(jù)要求，可幫助企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)管理。它是一個(gè)工具系統(tǒng)，本身不具備管理功能，但可以為生產(chǎn)及管理提供豐富的數(shù)據(jù)，它的功能也是有一定局限性的。

1.2 TopSolid在家具企業(yè)中的應(yīng)用

天津瑞豐家具有限公司主要經(jīng)營(yíng)實(shí)木家具、整屋實(shí)木定制，是北派知名家具企業(yè)，專業(yè)生產(chǎn)歐式家具、實(shí)木全屋定制家具。[4]瑞豐家具創(chuàng)造了卡梅爾品牌家具，規(guī)劃了Wood和Wood CAM，已實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、加工一體化。所有數(shù)據(jù)都來(lái)自TopSolid系統(tǒng)，企業(yè)在產(chǎn)值增加的情況下，車間一年減少了40個(gè)員工，訂單量大大提高。

2 美式家具簡(jiǎn)介

美國(guó)文化兼收并蓄，吸收了歐美不同的文化元素，在家具方面，也吸收了不同地區(qū)的家具風(fēng)格，整體上呈現(xiàn)出崇尚古典、追憶過(guò)去、向往自然、追求自由的特性。美式家具體量較大，注重實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，在造型上大致可分為仿古風(fēng)、新古典風(fēng)以及田園鄉(xiāng)村風(fēng)。

美式家具的主要特性有：

第一，選材以實(shí)木為主，近年來(lái)隨著加工技術(shù)的發(fā)展，[5]也越來(lái)越多地使用木質(zhì)人造板;[6]

第二，美式家具崇尚回歸自然，充分體現(xiàn)木材原本的紋理和花色;

第三，部件組裝上借鑒傳統(tǒng)的榫卯結(jié)構(gòu)，[7]使拼接組裝更為自然牢固;

第四，局部結(jié)構(gòu)造型豐富，吸收了各國(guó)的歷史文化元素，例如，腳型和柱型有小圓面包形、荷蘭尖角形、弗萊明斯雙卷軸式、爪抓球等。部分從宗教、神話故事、自然界之美中誕生，例如，裝飾花有葉展形、懸花形、浮葉形等。豐富的造型形成了獨(dú)特的裝飾風(fēng)格。

第五，美式家具的制造工藝主要有木、板材配料加工（拉槽、雕刻、扒榫、打眼等）、涂裝工藝（打磨、封固底漆、底材破壞處理）等。

3 TopSolid與美式家具的匹配性

基于TopSolid環(huán)境和美式家具的特性，分析得出兩者之間的匹配性：

第一，TopSolidWood面向家具設(shè)計(jì)、室內(nèi)裝飾等行業(yè)，主要面向?qū)嵞炯揖咴O(shè)計(jì)，而美式家具主要以實(shí)木材質(zhì)為主，符合TopSolid的產(chǎn)品定位;

第二，TopSolid擁有豐富的素材庫(kù)和真實(shí)的渲染效果，構(gòu)建美式家具時(shí)，可選擇所需的材質(zhì)，模擬家具形態(tài);

第三，TopSolid提供可參數(shù)化的3D實(shí)體建模以及Wood塊應(yīng)用，為搭建美式家具局部結(jié)構(gòu)提供快速的處理方案;

第四，TopSolid與其他3D建模軟件相比，最大的不同是TopSolid含有豐富的木工數(shù)據(jù)庫(kù)，可以為搭建美式家具提供所需的制造工藝[6]，如切槽、打孔、榫/眼連接、封邊等，將設(shè)計(jì)和工藝連接起來(lái)，使信息得到有效傳遞。[8]

4 結(jié)語(yǔ)

美式家具是多種家具風(fēng)格中一個(gè)重要的分支，深受消費(fèi)者的喜愛(ài)，[9]它不僅具有較強(qiáng)的審美性，也擁有很強(qiáng)的實(shí)用性。[10，11]如今，一方面，美式家具對(duì)于選材、造型、制造工藝等有較為嚴(yán)格的需求，消費(fèi)者對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的要求也越來(lái)越高，[12]TopSolid作為集多種功能于一體的設(shè)計(jì)軟件，可以提供可參數(shù)化的3D實(shí)體建模、流暢的結(jié)構(gòu)件拼接組裝、豐富的木工數(shù)據(jù)庫(kù)以及較為真實(shí)的渲染效果等，將設(shè)計(jì)與制造工藝連接起來(lái)，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)即生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，與美式家具的設(shè)計(jì)搭建具有較好的匹配性。另一方面，傳統(tǒng)制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)，利用TopSolid軟件改變?cè)O(shè)計(jì)與生產(chǎn)模式以適應(yīng)發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境是可行的。

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作者簡(jiǎn)介：劉艷陽(yáng)（1996—），女，江蘇常州人，本科生，工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)。