CAD 建模是使用计算机软件制作物理模型并预览设计的过程。这些模型可以作为产品的模板，从而展示精确的产品设计。CAD 允许设计师在建立完整的实体模型之前，绘制草图、构思并对概念进行实验。
CAD 建模的优势
CAD 建模之所以方便，是因为它在产品设计和原型制作中具有不可或缺的优势。首先，它能保证精确度。该软件可让设计人员以近乎精确的测量值建立模型，从而减少制造部件时出现误差的可能性。因此，这种精确性对于处理关键任务产品的实体来说至关重要，因为一个细微的变化都可能影响优化产品的功能。
第二大优势是效率高。CAD 软件简化了设计，因为设计者必须对设计进行修改，而在计算机环境中，这些修改要容易得多，也快得多。使用 CAD 软件的一大好处是，与传统方法相比，在需要修改的情况下，不必回到原点。
最后，CAD 建模有助于提高可视化程度。创建三维模型的能力使利益相关者在产品制造之前就能从更多的角度了解产品。它不仅有助于在早期阶段评估设计缺陷，还有助于通过对即将产生的结果进行有益的可视化，正确传达设计师、工程师和客户的相关信息和期望。
产品设计 CAD 建模步骤
CAD 建模的整个过程取决于一些精心设计的连续步骤，这些步骤将设计概念转化为可行的设计。因此，每一个步骤对于确定最终设计结果的可实施性和效率都至关重要。以下是这些步骤的详细分解：
1.概念草图
设计师从绘制产品草图开始，通过手绘或创建数字模型来表现产品的创意。他们帮助设计并确保设计的所有或某些方面都能顺利进行。一旦这些初步想法获得成功，它们就会转化为二维 CAD 模型的第一张草图。这一步骤可确保作品的创意和设计符合项目的技术规范，并为建立模型提供基础。
2.三维建模
在进行二维设计后，设计人员会着手创建三维扩展布局。现代设计工程应用程序使用最先进的 CAD 工具来指定零件和产品的详细参数、尺寸和几何形状。在这里，实体产品在计算机上分阶段构建，以确保每个元素都能与下一个元素正确连接。设计人员在制作几何形状时会应用挤压、旋转和翻转技术。由于三维模型的准确性决定了其他流程的结果，因此这一阶段很容易受到细节的影响。
3.模拟
创建 3D 模型后，实际测试将在虚拟模型上进行，使用 CAD 软件进行模拟。这一步骤对于确定产品的能力以及在不同条件下的耐久性和生产率至关重要。例如，应力分析将显示产品能否承受可能遇到的负载，而热模拟将确定产品如何散热。除了无需制作宏观原型外，模拟还可以在开始更详细的工作之前说明某些缺陷并加以纠正。
4.改进
最后一步是纠正前几步中发现的可能错误。在这一阶段，工程师使用模拟数据来确定产品是否符合客户的需求。测量可能需要改变尺寸、改变组件的部分或应用不同的材料。与工程师和其他利益相关者合作，可以确保功能和美学要求。通过这种持续的过程，可以分离出实施时效果良好的设计特征。它还有助于确定这些设计特征是否相对容易融入制造过程。
5.出口
CAD 建模的最后一道工序是将最终设计推向生产，甚至是开发原型。CAD 设计使用与其他制造业兼容的输出格式，如用于 3D 打印的 STL 或用于 CNC 加工的 STEP。出口还意味着向国外买家发送所提供的文件，如技术图纸、装配说明和生产材料规格。这一步骤有助于将虚拟设计转化为现实，在制造前进行最细微的修改都是必要的。
步骤说明概念草图设计师将手绘创意转化为粗糙的二维 CAD 设计。三维建模设计人员可创建具有精确尺寸的详细 3D 模型。模拟软件可测试模型的强度、性能和其他参数。完善进行调整，优化设计。出口发送最终完成的 CAD 文件，用于原型设计或生产。
CAD 模型如何改进原型制作
原型设计在产品开发过程中仍然具有重要意义。这一过程允许设计师制作模型，并对其可能的用途进行测试。这也有助于他们确定最终产品如何适合消费者，以及他们的想法是否可行。
CAD 模型对于提高这一过程的速度和效率至关重要，这就是我们现在要研究的内容。CAD 还有助于最大限度地减少原型的必要性，因为所给出的原型比传统建模的原型在最终结果方面更加精确。
用 CAD 制作原型的另一个优势是它与 3D 打印的兼容性。在许多情况下，CAD 文件可直接导入 3D 打印机，但有些文件可能需要根据打印机的格式要求进行额外调整。此外，CAD 还能使原型制作过程变得迅速，只需很短的时间即可完成。这种速度有助于验证设计和项目所需的周期速度，从而减少与时间相关的问题。
此外，通过 CAD 模型，在早期生产过程中更容易避免代价高昂的错误，并节省材料成本。设计过程的另一个积极方面是利用 CAD 对设计进行多次修改。利用 CAD 模型，设计人员可以将原型测试中的功能调整反馈纳入设计中，并制作新的模型供继续评估。由于无需从头开始，就能准确地进行更改，因此提高了效率。
总之，CAD 建模在与设计和生产有关的其他活动中是一项非常宝贵的资产，因为它能提供即时、廉价和快速的原型。
CAD 建模在产品设计中的应用
CAD 建模是一种有益的技术，可帮助大多数行业进行建模。由于设计精确细致，该系统适用于制作具有复杂几何形状和微小允许偏差的物体。CAD 在许多领域都很流行，包括消费电子、汽车、医疗保健、航空航天等。在这些行业中，使用 CAD 需要将设计作为一种工具，以帮助提高产品性能并缩短开发周期。通过创建数字模型，CAD 可以帮助设计人员在生产实物版本之前设计产品并进行测试，从而减少浪费。
在消费类电子产品中，CAD 可帮助设计从智能手机到笔记本电脑的任何物品。它具有复杂的建模功能。CAD 在汽车制造中很常见，主要是通过 CATIA 和西门子 NX 工具设计发动机零件和车身线条。
在医疗保健领域，CAD 支持医疗设备和假肢等医疗相关物品的设计，PTC Creo 和 Fusion 360 等工具使之成为可能。
CAD 在航空航天领域大有用武之地，它可用于使用 Rhino 和 Solid Edge 等工具创建飞机和无人机的复杂功能。这些应用表明，计算机辅助设计（CAD）在解决各行各业的需求方面具有多功能性，是现代产品设计的重要工具。
行业产品示例软件消费电子产品智能手机、笔记本电脑SolidWorks, AutoCAD汽车发动机部件、车身面板CATIA, Siemens NX医疗保健医疗器械、假肢PTC Creo、Fusion 360航空航天飞机零部件、无人机设计Rhino, Solid Edge
CAD 建模最佳实践
在产品设计中使用 CAD 建模需要逐步提高模型的复杂性。这种工作方式为设计提供了明确的方向，从设计流程的一开始就大大降低了出错的可能性。通过将所有这些组件连接起来，设计人员可以相对快速地进行更改，并规定整个模型的一致性。
另一种常见的做法是，随着不同草稿的进展，保存多个版本的作品。这种方法允许你对作品进行配置和重新配置，以满足客户的期望，与数字存储格式相比，更经济实惠，更节省成本。不记录设计版本的数量是不明智的。如果想回到早期设计阶段，良好的记录会有所帮助。对于 CAD 建模也是如此，因为合作是至关重要的。
让团队成员对设计进行检查是一种更有效的方法，可以在提出完全符合功能和制造要求的最终设计之前对设计进行审查。
比较用于产品设计的 CAD 工具
在使用过程中，不同的 CAD 应用程序都支持对项目至关重要的独特功能。与同类软件相比，SolidWorks 具有出色的 3D 建模能力，尽管价格稍贵，但使用起来非常简单，是设计装配体的理想选择。Fusion 360 也具有类似的强大三维建模功能，但它更适合自由职业者和中小型企业。AutoCAD 在三维方面没有那么方便，在成本适中的易用性方面更适合二维设计。这些差异非常重要，因为它们可以帮助设计人员根据项目的复杂程度和钱包大小选择合适的工具。
特点SolidWorksFusion 360AutoCAD易用性高中度中度三维建模优秀优秀基础费用高低中度最适合复杂组件自由职业者和中小型企业二维和基本三维
CAD 建模的未来趋势
CAD 建模的未来取决于为设计开发提供巨大潜力的新技术。其中一个主要趋势是在辅助建筑师和绘图员的程序（如 CAD）中考虑使用人工智能。人工智能解决方案将通过建议修改、指出设计中的弱点或缺乏可制造性以及提高设计效率来帮助改进设计。
它将进一步消除把设计过程分成多个步骤的需要，这将占用设计人员解决更具体问题的时间。
另一个相对较新的现象是，许多 CAD 平台迁移到了云端。这些工具涉及同时在同一项目上工作，同事们可以不受地理位置的限制在项目上工作。
此外，通过虚拟现实和增强现实技术进行原型设计正在发生意想不到的变化。这种设计可能包括 VR 和 AR；设计师不仅能看到特定结构或建筑的设计和布局，还能在当时和当时周围进行移动，这有助于他们在进行下一步设计之前，考虑设计在他们看来的功能性和美观性。
它们都增强了空军基地的 CAD 建模效果，使其更加有效、友好和易懂。
结论
计算机辅助设计（CAD）在当前的产品设计和建模中发挥着重要作用，此外，它还提供了一系列可加快产品设计和降低成本的集成工具。设计人员可以加快开发周期，减少设计错误，并在进入实际实物制造之前改进设计布局。
关于使用最佳行业实践，必须强调的是，只要遵循简单明了的指导原则，包括从基本形状开始、使用参数化方法、保存版本和采用协同工作。企业可以实现最高的设计效率和高质量的结果。
此外，使用人工智能工具、云技术和 VRAR 原型技术将增强企业在不断变化的市场中的竞争力。
因此，只采用 CAD 建模是错误的，因为它有助于解决设备开发中的复杂问题，并为进一步的成功和创新创造一切条件。