数字模型(虚拟模型)
利用计算机辅助设计(CAD)软件(如 SolidWorks、AutoCAD、CATIA 等)创建的三维虚拟模型,支持参数化设计和动态仿真。
应用场景:研发设计中的结构分析、运动仿真、碰撞检测;虚拟调试、数字孪生系统等。
特点:可快速修改、支持多学科协同设计,与物理模型结合可实现 “数字 - 实体” 闭环。
仿真技术
运动仿真:验证机械部件的运动干涉和轨迹合理性(如机器人路径规划)。
热力学仿真:分析设备散热、能量损耗等问题(如电机温升模拟)。
控制仿真:通过 PLC(可编程逻辑控制器)虚拟调试,验证自动化程序的逻辑正确性。
精度与表面处理
低精度模型:
允许尺寸误差 ±2mm,表面粗糙(如 3D 打印未打磨),成本较低。
高精度模型:
误差控制在 ±0.1mm 以内,表面需抛光、电镀、喷漆等工艺(如镜面效果、金属拉丝),成本可增加 30%-50%。
案例:
汽车厂商用于展览的 1:1 发动机模型,经精细涂装和纹理处理后,成本可能从基础款的8 万元升至15 万元。
工业原型模型
场景:新产品研发阶段的实体验证模型(如航空发动机部件、精密机床原型)。
特点:高精度金属加工,需通过强度测试、装配验证,可能涉及小批量生产。
成本范围:
简单部件模型:5 万 - 20 万元
复杂整机模型:50 万 - 数百万元(如汽车整车原型成本可达百万级)