物理模型(实体模型)
通过材料(如金属、塑料、木材等)手工或机械加工制作的实体模型,直观展示设备的外观结构、尺寸比例。
应用场景:产品原型展示、工业设计验证、展览展会等。
特点:可触摸、立体感强,但制作成本较高,修改难度大。
按应用阶段分类
设计阶段模型:用于验证设备的结构合理性和功能可行性,常为数字模型。
生产阶段模型:指导加工制造的工艺模型(如模具模型、焊接夹具模型)。
运维阶段模型:用于设备维护、故障诊断的仿真模型(如有限元分析模型、故障树模型)。
建模技术
正向建模:从概念设计出发,通过 CAD 软件逐步构建设备的几何结构和装配关系。
逆向建模:通过三维扫描(如激光雷达、结构光扫描仪)获取现有设备的点云数据,反推三维模型,用于旧设备改造或仿制。
多物理场建模:结合流体力学(CFD)、有限元分析(FEA)等工具,模拟设备在温度、压力、电磁等多场耦合下的性能。
材料选择
材料类型 常见材质 成本特点 适用场景
非金属材料 塑料(ABS、亚克力)、木材、树脂 成本低、易加工,但强度和仿真度有限 教学模型、概念验证模型
金属材料 铝合金、钢、铜 成本高、加工难度大,但质感和耐用性强 高精度展示模型、工业原型
复合材料 碳纤维、玻璃纤维 轻量化、高强度,但价格昂贵 高端设备模型、航空航天模型