CAD软件和三维扫描

CAD软件可以让设计与工程工艺非常轻松，这是最值得强调的优势。从初始概念到设计阶段，包括部件和组件分析，更不用说最终产品的实际制造和包装过程了。

对于当今的设计工作流程而言，无论是大改动还是小改动，设计师都能直接调整尺寸和外形，并瞬间直观感受到这些变动对整个设计的影响，有莫大的好处。相比而言，平面纸张和铅笔是无论如何做不到这一点的。

亚毫米级精度

如今的计算机辅助设计解决方案能让您精准再现物体模型，误差仅几微米。和制图、平面图纸不同，有了CAD软件，就再也不用浪费时间从零开始重新设计，也不用从特定角度绘制新图纸。

搞三维设计，就不可能只局限于六视图。您可以从数百个角度中选择任意一个角度和放大率进行设计。

很多情况下，无论什么产品，都不可能只设计一次。这时，计算机辅助设计软件就能体现出其独特优势，您可以轻松建立部件模板和资源库，便于今后反复使用。当然，也可以加入定制部件和配件，例如内部设计的电子元件、紧固件，还有现场组件。

这些元素都可以按需直接拖拽至新设计中。这样一来，今后的设计流程就能更快更便捷，大幅缩短设计落地所需的时间和精力。

CAD模型应用力MAX

CAD模型完成后，除了生产制造外，还有各种可能的应用途径。比如，您需要快速完成一系列稍有不同的原型设计，或者缩放初始设计后，加上额外组件或功能。

有了CAD模型后，您可以在此基础上继续设计，不仅前期基础可靠，而且还能为整个工作流程省下数天甚至数周时间。

FEA、CFD等各种测试

另一种可能的用法就是模拟，例如FEA（有限元分析）和CFD（计算流体力学）测试。把CAD模型置于这些系统内，就可以进行必要的压力测试和疲劳试验，用于分析并改善航空航天、汽车部件等。

将CAD模型导入CFD系统，就能进行空气动力学/流体力学测试，对许多赛车运动、航空航天、海运等领域的客人而言，这是设计流程中的重要一环。

改善包装设计

CAD模型经测试并投产后，还能用于设计运输和展示用的产品定制包装。有了尺寸精准的CAD模型，就能容易设计一些波纹纸箱、泡沫、微泡沫等材料制成的产品内包装，用来保护和缓冲，特别是一些需要轻拿轻放、容易破损的产品。

根据CAD制成的精准包装，不仅可以起到很好的保护作用，还能优化空间利用率，降低运输总重量。如果生产运输的某件产品数量高达几百甚至几千件，那这就是一个相当重要的考量因素。

几分钟搞定完美质检

目前，CAD最给力的用途就是质检了。在质检和质保领域，计算机辅助设计在和三维扫描搭配起来后，无疑在关键环节起到了重要作用，无论是在装配线上还是在装货码头交货。

工作原理很简单：三维扫描测量物体或部件，然后将扫描和原始CAD模型对比，判断误差是否超出限定范围。

虽然手动测量各个部件再对比也完全可行，但除非您的产品是基本图形，否则，一定会出现测量误差，比如测量弧线、凹面、薄边，若为柔软易变性的材料，误差恐怕更大。

如上所述，使用CAD软件前，全球的工程师只能依靠纸笔进行设计。也就是说，每一条直线、曲线等各种形状，都是通过直尺、量角器等绘图工具仔细绘制的。

而在计算方面，无论是管道压力、电线电压还是机翼的空气动力，也必须手动完成。这就给人为失误提供了可能。

数字程序秒杀传统方式

另外，这些技术图纸很容易破损，也不易存放和运输。但CAD软件解决了这些难题。如今，设计图纸不再局限于白纸和二维空间，远在地球另一端的同事都能和您一起查看、编辑这些设计。

数字CAD模型几乎在任何方面都表现更胜一筹。您可以安全存档，以便今后使用，特别是当CAD二维设计图纸或产品不复存在的时候。拥有一个准确的CAD模型，那么几乎任何部件或组件都能被恢复重建。

市面上最受欢迎的CAD程序主要采用两种主要建模范式：参数化建模和直接建模。让我们一一道来。

参数化建模

该范式自1987年开始使用，是人们最容易和CAD建模联系起来的范式。通过参数化建模，您可以利用平面草图创建3D特征，从而逐渐完成3D几何。

构建过程中，您可以加入所有所需特征和约束。因此，参数化建模需要细致规划，如果模型包含数百个特征时，这点更为重要。

这种基于历史的方式使得参数化建模和直接建模相当不同。通过参数化建模，软件可根据您提供的特征顺序准确记忆。

这样一来，建模过程就如遵循顺序指令的计算机程序，每次需要新增特征或改动已有特征时，模型各个方面都会有所影响。

虽然参数化建模十分强大，但也存在几个缺点：首先，学习曲线十分陡峭，想达到熟练的程度，需要数月甚至数年经验。对于存量客户而言，这不是什么问题，但是新接触的工程师就需要经历一个漫长的成长过程。

但或许最大的障碍是参数化模型本身的历史导向方式。除非您对模型的构建方式、所有约束和规格了然于胸，否则，很容易在设计过程中遇到麻烦。

直接建模

相较于参数化建模，CAD设计市场的新秀“直接建模”更有吸引力，受到当今许多年轻工程师的青睐。

这种建模范式就是“所见即所得”，通过移动模型上的不同表面来构建编辑模型，而不是像参数化建模那样，编辑特征的尺寸和草图。

因此，直接建模在快速原型和设计工作中表现突出，尤其是工艺要求和规格经常变化的工业设计中更是如此，无需记住复杂冗长的设计历史。

许多直接建模的支持者认为，这才是直接建模区别于参数化建模的最大优势。因为无论何时更改、改动特征还是新增特征，都没有破坏模型的风险，而在参数化建模中，这种改动则会带来极大干扰。

两者利弊

也就是说，两种范式各有利弊。如今主流的CAD系统提供了两类范式的工具组。例如，几个软件包提供了直接编辑的工具，也在模型历史中同时构建，因此，也不是纯粹的直接建模系统。

当然，最终何种最理想，还需要消费者自行了解不同程序后自行决定。

资深CAD用户可能想坚持使用参数化建模，毕竟他们已经投入了不少的时间和精力，但年轻工程师或许应该认真考虑直接建模，除非雇主或因其他因素不得不使用参数化建模。