1.2　工业设计常用三维软件介绍

1．Creo

Creo是美国PTC公司于2010年10月推出、整合了PTC公司Pro/Engineer的参数化技术、CoCreate的直接建模技术和ProductView的三维可视化技术的新型CAD设计软件包，是目前主流的CAD/CAM/CAE软件之一，在国内产品设计领域占据重要位置，作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。它第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题；采用模块化方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要选择使用；其基于特征的方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。

Cero Parametric中提供了工业设计专用的自由曲面造型功能。自由曲面造型功能是一种直观且交互式的设计环境，用于创建嵌入Creo Elements/Pro参数化环境内的自由曲线和曲面。这种超级特征在零件层创建，并允许使用任意多或少的约束建立模型曲线和曲面。四个视图的布局允许在多个视图中同时进行操作，独特的软件技术可创建更灵活多变的曲线。编辑控制实现了与模型的快速、直观和动态的交互作用。设计者和工程师可以快速、轻松地创建极为准确并具有独特美感的产品设计，从而根据需求而不是软件的限制来进行设计。

最新版的Creo有自由式曲面特征，具有快速、柔性和易于使用的自由造型建模能力，这些自由式曲面设计可以直接用到后续的设计中，无须重新建立模型。

2．Alias

Autodesk Alias Studio软件是目前世界上最先进的工业造型设计软件，是全球汽车、消费品造型设计行业的标准设计工具。目前Alias 2019产品线全新整合，并且重新使用“Alias”为产品名称，以前的AliasStudio、DesignStudio、SurfaceStudio等不再使用，取而代之的是更加具有市场针对性的Alias Design、Alias Surface及Alias AutoStudio，分别针对产品设计、曲面设计以及汽车设计三大市场，提供了从早期的草图绘制、造型，一直到制作可供加工采用的最终模型各个阶段的设计工具。

Alias软件从本质上区别于CAD类软件，位于产品设计的前端。其价值在于对外形设计的高自由度及其效率。Alias软件巧妙地将设计与工程、艺术和科学连接起来，整个设计流程天衣无缝，将设计、创意与生产一元化，成为全球工业设计师梦寐以求的设计工具。应用Alias软件，可以进行上至飞机、卫星，下至汽车、日用化工产品（如口红）等各种产品的造型开发设计，在欧美国家也广泛用于最先进的军需品的造型设计。

3．Unigraphics NX

UG NX（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。UG NX包含了企业中应用最广泛的集成应用套件，用于产品设计、工程和制造等全线的开发过程。UG NX的主要功能如下。

（1）工业设计和风格造型：UG NX为那些培养创造性和产品技术革新的工业设计和风格提供了强有力的解决方案。利用NX建模，工业设计师能够快速地建立和改进复杂的产品形状，并且使用先进的渲染和可视化工具来最大限度地满足设计概念的审美要求。

（2）产品设计：UG NX包括了世界上最强大、使用最广泛的产品设计应用模块。NX具有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足用户设计任何复杂产品的需要。NX优于通用的设计工具，具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用塑料件设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序。

（3）仿真、确认和优化：UG NX允许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。通过在开发周期中较早地运用数字化仿真性能，制造商可以改善产品质量，同时减少或消除对于物理样机的昂贵耗时的设计、构建，以及对变更周期的依赖。

（4）NC加工：UG NX加工基础模块提供联接UG所有加工模块的基础框架，为UG NX所有加工模块提供一个相同的、界面友好的图形化窗口环境，用户可以在图形方式下观测刀具沿轨迹运动的情况，并可对其进行图形化修改。UG软件所有模块都可在实体模型上直接生成加工程序，并保持与实体模型全相关。

（5）模具设计：因其强大的功能，UG是当今较为流行的一种模具设计软件。

4．CATIA

CATIA是法国达索公司的产品开发旗舰解决方案，作为PLM协同解决方案的一个重要组成部分，它可以帮助制造商设计他们未来的产品，并支持从项目前阶段，具体的设计、分析、模拟、组装，到维护在内的全部工业设计流程。模块化的CATIA系列产品旨在满足客户在产品开发活动中的需要，包括风格和外形设计、机械设计、设备与系统工程、管理数字样机、机械加工、分析和模拟。

CATIA拥有强大的曲面设计模块，主要包括以下几个。

（1）创成式造型（Generic Shape Design）：简称GSD，完全参数化操作。非常完整的曲线操作工具和最基础的曲面构造工具，除了可以完成所有曲线操作以外，还可以完成拉伸、旋转、扫描、边界填补、桥接、修补碎片、拼接、凸点、裁剪、光顺、投影和高级投影、倒角等功能，连续性最高达到G2，生成封闭片体，完全达到普通三维CAD软件的曲面造型功能。

（2）自由风格造型（Free Style Surface）：简称FSS，几乎完全非参数化。除了包括GSD中的所有功能以外，还可完成诸如曲面控制点（可实现多曲面到整个产品外形同步调整控制点、变形），自由约束边界，去除参数，达到汽车A面标准的曲面桥接、倒角、光顺等功能，所有命令都可以非常轻松地达到G2。

（3）汽车A级曲面（Automotive Class A）：简称ACA，完全非参数化。此模块提供了强大的曲线、曲面编辑功能和一键曲面光顺功能。几乎所有命令可达到G3，而且不破坏原有光顺外形。可实现多曲面甚至整个产品外形的同步曲面操作（控制点拖动、光顺、倒角等）。目前只有纯造型软件，如Alias、Rhino可以达到这个阶数要求，却达不到CATIA的高精度。

（4）自由风格草图绘制（Free Style Sketch Tracer）：简称FST，可根据产品的三视图或照片描出基本外形曲线。

（5）塑形曲面（Image & Shape）：可以像捏橡皮泥一样拖动、拉伸、扭转产品外形、增加“橡皮泥块”等方式以达到理想的设计外形，可以极其快速地完成产品外形概念设计。

5．Fusion 360

Fusion 360是Autodesk发布的一款基于云的，整合三维CAD、CAM和CAE的工具，同时适用于Mac和PC平台，将整个产品开发流程紧密衔接在一起，是为那些想把美的艺术设计与好的产品设计结合的人们特别准备的。Fusion 360于2012年11月首次展示，作为下一代设计与工程软件，将机械、工业与概念设计工具融为一体，可支持协作式产品开发。

Fusion 360 CAD工具中对T-spline for Rhino插件进行了重新开发，将自由式曲面与参数化曲面完美融合，将非常快速轻松的有机建模与精确的实体建模相结合，让设计成为可制造的设计。

Fusion 360设置了设计、工程仿真、CAM等功能模块，其设计模块提供了自由形状建模和造型、实体建模、参数化建模、网格建模、零件库和内容等建模功能，使用造型工具快速对设计理念进行迭代，探索形状和建模工具，从而创建精加工特征；其工程和仿真模块包括数据转换、部件建模、联接和运动分析、渲染、仿真和测试、动画等功能，可完成测试配合和运动、执行仿真、创建部件、创造逼真的渲染和动画效果；其CAM模块提供了2轴、2.5轴和3轴加工，3D打印实用程序，绘图等功能，可创建刀具路径以加工零部件或使用3D打印工作流制作样机；协作和管理模块提供了共享或发布数据和设计、同步审阅、设计变化（含分支和合并）、API可扩展性等功能，使设计团队在混合环境中紧密协作，并在合理的情况下使用本地资源。