工業三維掃描儀在教學領域中的應用

目前我國工業設計普遍存在產品創新不足，更多的設計單位偏重于產品的外觀設計，缺乏對互聯網時代的產品生命周期管理的全面把握，硬件交互設計、軟件交互設計從“以產品體驗”到“用戶體驗”的轉型較慢。高校每年培養的工業設計人才數量極多，而真正滿足市場需求的人才很少，不同高校間人才培養定位的層次模糊，難以滿足市場多層次的人才需求。高校工業設計人才培養應緊跟第三次工業革命的浪潮，培養以市場需求為導向，具備創新思維和工程技術應用能力，兼備設計統籌管理能力的工業設計人才。

需在傳統工業設計教育體系中引入創新設計思想，工業設計的過程實際上是賦予了科技和文化一個表現形式，設計專業學生除了知曉藝術設計、機械設計等知識之外，需要了解自然、人文、社會、歷史等文化知識，需要了解新科技、新方法、新工藝，設計資源共創分享、網絡協同設計、可視化設計與虛擬現實、3D打印等將成為創新設計的新方式。

現階段，逆向工程、3D 打印等創新設計工具在高校中的應用主要體現在三個層次上：

（1）教學：高校可以將逆向工程與3D 打印等作為工業設計的創新元素應用在日常教學中；

（2）產教結合：技術的應用加強了高校與企業對接的能力，將市場項目引入高校教學的同時服務了企業；

（3）科研：專業設備的提升加強了教師的科研能力，為科研提供了有力的技術和硬件支撐。

1. 逆向設計

       逆向設計是通過三維掃描儀掃描產品獲取三維空間數據，通過逆向設計軟件和工業設計建模軟件對采集的三維數字模型進行改型設計，實現了從實物到三維數據的建模過程。逆向工程實現提高了對產品的改型或仿型設計、原產品的數據還原、數字化模型的檢測等方面工作的效率。

2. 三維可視化自由設計

提升傳統正向的快速表達能力是創新設計的發展的方向，借助三維可視化自由設計系統，可以實現產品設計中創意的感性表達。以Freeform為代表的自由設計軟件借助觸覺筆，融合視覺和觸覺完成模型構建。Freeform模擬觸覺并與虛擬對象交互，填補了傳統CAD設計中難以快速完成的細節設計，使設計不再受傳統三維設計軟件工具的限制。

3. 人機工程

將人機互動設備引入到工業產品的用戶體驗反饋是創新設計發展的新方向，人機互動設備包括：眼動儀、腦動儀、行為分析儀、生理督導記錄儀、面部表情分析系統等，應用高科技的分析設備實現用戶體驗定性分析轉為定量分析。

4. 虛擬仿真

虛擬測試是應用數值模擬原理對實物產品的三維模型設置工作環境，利用計算機模擬實際環境下的產品運行情況。目前數值模擬在工程領域應用廣泛，利用ANSYS、CFD等軟件可以實現大部分工程項目及復雜產品的虛擬測試，而將數值模擬應用到工業產品設計的開發也是工業設計創新發展的新方向。以賽車車身設計為例，車身的流線體形狀在賽車高速運行是對空氣阻力的影響極大，在車身概念設計完成后引入以CAE為代表的虛擬測試，可以設計階段預測空氣阻力，探尋最佳流線體，從而改善設計，提高設計效率。

5. 3D打印

3D打印具有生成高復雜度的產品，便于修改，生產迅速，高效個性化定制等特點，在工業設計的外觀設計、結構設計、手板制造的流程中具備廣闊的應用前景。引入3D打印技術已成為工業設計發展的新趨勢。

價值

1. 在設計階段：運用逆向設計、自由設計、虛擬仿真等數字化方案，設計完成得更輕松，設計結果更完美；

2. 在創意實現階段：3D打印機能快速呈現概念模型，把創意實體化，給設計師及交流對象直觀的感官反饋，方便師生高效地進行外觀展示、感知反饋、模型驗證，大大降低了創意設計的時間成本和費用，激發了學生創意潛能

3. 在結構設計階段：利用3D打印制作產品部件，可以迅速地對產品進行裝配驗證和功能測試，確定產品結構。

4. 在模具成型階段：3D打印替代傳統利用CAD/CAM對模具原型的制造工藝，師生可以快速經濟地制作出高精度的原型用于硅膠模翻模或直接精密鑄造。

5. 小批量制造：工業設計產品在小批量試制時，或者給客戶做個性化定制時，可以直接3D打印出需要的零部件，作為最終產品。

三維掃描儀能被不同類型的高校院系所采用

現代制造技術類院系 ·藝術設計與美術類院系 ·服裝設計與制作類院系 ·機械基礎實驗室 ·汽車設計與技術院系 ·計算機多媒體與動漫游戲設計 ·醫學整形與護理院系 ·歷史文物考古研究