工业手板模型制作对产品设计有哪些影响？

手板模型制作这个称呼是一木最新取的，担心大家看不懂，所以就弄了个怪怪的名字。因为有些人称呼模型制作，有些人称呼手板制作，其实都是将3D数据转化加工成实物模型，都叫模型制作。

而手板模型制作在整个工业设计系统中占据着非常重要的一环，它是对工业设计外观形体与思维的验证，也是对结构工程设计可行性的验证，是不可或缺的验证环节。

其实很多工设专业毕业的童鞋，应该对模型这个词都不陌生了，在工业设计流程中就有模型制作这一环，而且在学校学习的时候就有制作泥模的经验，对于为什么要制作模型应该早就有答案了。

当然只要进入工设行业的朋友对模型手板也不在陌生了，当设计完成以后，都是需要发出去制作模型的。

手板模型制作其实就是为了验证设计可行性能否达到理想的状态，在设计过程中又有哪些隐藏弊端，不管是造型弊端还是结构设计弊端，都需要手板模型的制作来验证。

【一】工业模型制作定义

工业模型：俗称手板、首板模型和快速成型，主要制作方法有CNC加工、激光快速成型和硅胶模小批量生产。

工业模型广泛应用于工业新产品设计研发阶段，在最短的时间内加工出和设计一致的实物模型。设计师进行产品确认和功能测试等，从而完善设计方案，达到降低开发成本，缩短开发周期，迅速获得设计认可的目的。

【二】工业模型制作的作用

1，外观设计评估；

可分为：外形尺寸，拆件比例，配色色彩，材料与表面质感等

2，结构设计合理性评估；

可分为：产品尺寸，装配方式，结构强度，配合间隙，材料选择等

3，产品功能性测试；

可分为：装配测试，操作测试，跌落测试，电气测试，主板性能测试等

4，投产前成本优化；

可分为：结构件成本核算（哪些必须要，哪些可取消），电气排布优化（比如FPC走线方式等），组装 方式成本优化等

5，样机展示；

可分为：市场推广，电子展展示，电商摄影拍摄等

【三】工业塑胶模型制作流程

设计文件输出→审图分析与报价→拆件编程→CNC加工→手工修配→表面工艺处理→组装与品质检验→出货

1，设计文件输出有哪些？

A，3D模型文件，以STP文件格式为准

B，CMF文件，产品工艺处理效果图。

C，菲林CDR文件，产品表面有丝印LOGO或者其他图案的CDR文件。

D，BOM表清单，如果需要制作结构模型，则需要列清所有单件的材质与制作数量说明。

E，特殊要求制作说明，比如结构件需要手板厂组装好的，或者2件需要电焊在一起的，有特殊要求加工的部件说明。

2，审图分析与报价

A，接收设计文件，并确认文件内容是否完整，如有不符及时与设计师沟通。

B，审核设计文件与制作模型3D是否相符，如有不符及时与设计师沟通。

C，模型加工制作难点分析，表面处理可行性分析，有问题及时与设计师沟通。

D，根据模型加工制作难度，制作方式，评估制作周期，并报价给予客户。

3，拆件编程

A，将设计3D图纸进行加工分类拆件，有些无法直接加工实现的部位就需要拆成几件拼接成一体。

B，将分类好的3D文件导入编程软件MasterCAM，进行CNC加工步骤编程。

C，刀具选择，不同的加工材料选用不同材质的铣刀，不同材料加工的吃刀量不同。

4，CNC加工

A，先将实心原料固定在CNC机台上，固定方式很多种，可用双面胶，胶水，也可用原子灰等。但是要确保在可加工范围内，且原料不可有松动现象。

B，再启动机台将编程好的3D文件数据进行全自动CNC洗切加工。

5，手工修配

A，先将CNC加工完的配件进行清理，把不需要的毛边，残渣清理干净。

B，再将配件实物与3D文件进行核对，是否加工到位，如有遗漏，则进行二次加工处理。

C，手工修复，配件上有加工难点，无法加工到位的则进行手工修复。

比如太深的小孔，在加工过程中没有完全打通，则需要手工用工具进行修复。再比如刀具无法洗切的内直角，则需要工具进行修复。

D，外观面与特殊配合面打磨，由于CNC加工完不可能达到完全平整光面效果，会留下刀纹，则需要用砂纸进行打磨，用240号-1200号的砂号不等，从粗到细进行打磨，这样才能做到想要的外观效果。

6，表面工艺处理

A，根据CMF说明图进行选择需要表面处理的配件进行分类。比如那些事需要电镀的，那些事需要喷涂的，那些需要丝印的等，根据要求进行分类。

B，根据分类将需要外发表面处理的配件进行外发。

比如：电镀件或者铝合金氧化等，则要外发到专门的电镀厂家，或氧化厂家，模型厂家是做不了的。

需要丝印的则需要外发菲林文件，制作菲林片，跟丝印网板，待网板制作好后，才能拿回来丝印。

C， 需要喷涂的则由专门的喷涂师傅根据CMF上的PT号进行调油漆，然后直接喷涂，再放进烤箱烤一会固化油漆。一般模型厂商都会有自己的全套喷涂设备，否则生意就无法做了。喷涂的时候除了喷产品以外，还会额外的喷上色板，方便后期产品量产核对颜色。

D，实体五金件，如果要做拉丝或者喷砂雾面效果，则 设计师需要提供砂号，比如粗砂，还是细砂，最好也在CMF文件上面标注清楚。如果还有字符镭雕的话，则要标明镭雕深浅。

E，除了常规的表面处理以外，比如要做半透的，水转印的，UV转印的，IML等有特殊表面处理的，手板模型上是很难达到真实产品一样的效果的，所以，只能大概的看看效果，要想看到完美的效果，则需要开模以后做出来才能体现。

7，组装与品质检验

当所有的配件全部制作完毕，则需要进行组装，而组装流程在拆件编程阶段就已经设计好，跟我们做结构一样，要把组装流程想清楚，才能动工，后期就根据流程一步一步装配上去即可。

当装配完成后，就需要检查模型整体是否符合设计要求。

比如，外观上配合，不能有断差，不能变形，不能间隙不均，或者张口等影响外观的问题。结构配合上，要看件与件之间能否装配的上，是否有装配不到位，有干涉，有螺丝孔没有加工到位，等加工上缺陷的问题检查。

8，出货

将产品进行防跌落包装，防止在运输过程中造成模型损坏等，可快递可司机直接送货上门。

【四】结构钣金模型制作流程

通常模型厂家没有很全面的钣金加工设备，很多大件都是在外面的五金厂家制作，但是为什么还要发给模型手板厂制作呢？

因为模型制作完毕以后，需要与其他件配合，所以还是需要模型厂家进行把关与修复。如果说只是单独的一个五金件，而且给的起钱，也可以直接给五金厂家直接制作。

那么五金钣金制作流程是怎样呢？

设计文件输出→审图分析与报价→拆件编程→冲头CNC加工→钣金折弯加工→手工修配→表面工艺处理→组装与品质检验→出货

其实与塑胶模型制作流程差不多，只是钣金件不是CNC直接加工出来的，而是根据造型制作各种形状 的冲头，然后再一步一步进行加工。

如果说产品只是简单的钣金折弯，则无需制作这么复查的冲头，直接用折弯机台折弯就搞定了。

【五】手板模型制作对产品设计有哪些影响？

由于模型制作不同开模加工成型，还是有很多弊端的，对产品设计还是会带来一些影响，那么模型到了以后，就需要做一些检查，一种是加工检查，一种是设计检查。

1，加工检查

A，外观模型检查，是否与设计符合，表面处理工艺是否与设计一致，整体效果是否达到了预想的效果。

B，结构模型检查，是否能够装配的上，是否有干涉的地方，是设计干涉，还是模型加工干涉，模型是否与3D相符。

C，模型测数，是否在设计的合理可控范围内，通常手板制作公差在0.5-1.5范围内，产品越大，公差越大，钣金件变化更大，所以需要在模型制作说明上特别标注，哪些是重点尺寸部位，需要做到位的，哪些是配合尺寸，需要把控的，都要注明清楚。

D，配件数量是否有遗漏，不要到时候要装机了，却东少西的就麻烦了。

2，设计检查

A，外观模型到手以后要做设计判断，造型是否美观，拆件比例是否协调，表面处理是否合理等外观上的检测。

B，结构模型到手以后，要判断装配后是否有结构设计缺陷，是模型加工造成的，还是结构设计造成的。

比如：卡扣，设计扣合量为0.4，实际装配以后很松，那么这个就要判断是模型加工不到位造成卡合量减少所以很松，还是卡扣臂力太长无力造成很松，需要检测才知道。

C,钣金件需要检测材料的厚度，以及形变与强度。钣金件加工变形造成装配问题，是设计没有考虑加工变形量所造成的装配问题，还是模型厂加工造成产品变形，也是需要检测与考虑的。

【六】哪些产品可以做手板模型？

医疗，家电，通讯，车载，数码，金融产品，军工产品等，只要你想做，任何产品都可以做成手板模型，只是材料选择上可能不是你想要的一样，至于外观与功能，都可以达到不错的状态。

下面分享一下模型实物图：

【结语】

1，不管是塑胶件，还是实体五金件，还是钣金件，模型厂家都是可以整合做，有任何问题，都可以要求模型厂家进行修复调整。

2，除了CNC直接加工模型以外，也可以用3D打印制作模型，也可以激光切割制作模型。

3，当需要小批量模型的时候，可以采用硅胶复模的方式，或者开快速模的方式，达到小批量的产量。

4，以上所有信息均代表一木个人经验总结，非书面标准，仅供参考，如有错误疑问可在后台咨询或者留言。

以上所有图文素材均归结构弹设计所有

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