计算机辅助设计的优缺点与发展

计算机辅助设计的优缺点与发展文章：计算机辅助设计的优点与挑战及其发展趋势1、计算机辅助设计的发展历程计算机辅助设计的理念最早可追溯至1950年，但实际记录始于1963年。当时，一套以计算机主机、显示器、光电笔和键盘为工具的图形画线系统得以实现。这套系统引入了许多计算机绘图的基本思想和技术，使得用户能够利用计算机绘制直线、复杂曲线以及简单的标准部件。然而，最初它仅被简单地用作图板的替代品。到了70年代，CAD技术的特点主要是交互式二维绘图和三维线框模型，利用解析几何的方法定义相关图素（如点、线、圆等）来绘制或显示由直线和圆弧组成的图形。这种初期的线框模型系统只能表达图形的基本信息，无法实现计算机辅助工程分析（CAE）和计算机辅助制造（CAM）。随着技术的发展，二维制图逐渐过渡到三维建模，直至现在的智能CAD技术，将产品的构思、功能设计、结构分析、加工制造和数据管理集于一体。计算机辅助设计经历了漫长的演变过程，如今已广泛应用于设计与生产领域。2、CAD绘图的优势1.绘图高效在教学过程中，我与学生交流时发现，大家都感慨过去手工绘制工程图的艰辛。手工绘图耗时费力，还需注意图纸的整洁、线条的宽度和字体的美观，令人疲惫不堪。而使用CAD软件则完全没有这些问题。粗细线条通过“特性”规范，一目了然。尺寸也非常精确，输入多少就是多少，非常精准。在画线连接时，CAD尺寸方面的优势更为明显，例如绘制圆与直线相切时，手工绘图只能凭感觉，而CAD则可以精确捕捉切点，既快又准。尺寸标注同样快捷方便，只要设计好标注格式，计算机就能按要求完成。插入文字也很便捷，在多行文本编辑器中输入文字内容即可生成标准国标字。粗糙度、标题栏等可以制作成块，随意插入，无需逐个绘制，使用起来确实快速。2.数据管理便捷CAD软件制作的图形、图像文件可以直接存储在软盘、硬盘上，资料的保管和调用非常方便。可以将设计项目刻录成光盘，数据至少可以保存50年。3.三维建模实用性强机械设计师在设计时通常先构思后表达，由于脑海中构思出的产品形状是三维的，因此直接建立反映产品真实几何形状的三维实体模型是理想的表达方式。这使机械设计师能够专注于产品设计本身，而不是产品的图形表示，符合机械设计师的创新意识。三维机械设计不仅可以准确描述对象的形状、大小和位置等几何特征，还可以赋予设计对象以颜色、纹理等多种信息，达到对设计对象几何形状的确切数学描述和工作状态的物理模拟，从而更充分、准确、全面、真实地表达设计者的意图。3、CAD技术的局限性尽管CAD三维软件能够创建三维模型，但有些单位仅将其作为效果图使用，并未用于整体空间设计和受力分析，仅是将手工出图转变为计算机出图。如果仅停留在这个阶段，就失去了CAD辅助设计的作用。设计师往往关注设计的局部，CAD制图对全局的把握有一定影响，可能导致整个零件机构、建筑物的比例、体量失控。CAD的精确性可能扼杀方案设计中需要的模糊性和随机性，设计缺乏灵感。此外，CAD软件功能的局限性以及设计师对软件掌握的熟练程度，可能使得设计师好的灵感、创意无法通过CAD表达出来，设计师的思想、思路、灵感受到束缚。精通CAD技术的设计人员不足。大部分人员未受过专门训练，对CAD功能的了解不够。在科技迅速发展的今天，学习的步伐永远追不上电脑、外设、CAD软件的更新、升级步伐。其次，CAD对物质财力的浪费更为严重。一个机构要想实现微机制图，其硬件设备如电脑、工作站、绘图仪、复印机、扫描仪、数字化仪、数码相机、可录光驱、UPS等的投入巨大，软件投资也居高不下，再加上操作系统软件、常用办公软件，其花费惊人。4、CAD技术的发展趋势随着计算机性能的提高、网络通讯的普及化、信息处理的智能化，CAD技术必将迎来超乎想象的变革。个人认为CAD技术可能有以下几大发展趋势：(1)随着硬件在触摸屏技术方面的飞速发展，未来三维CAD技术的发展将与硬件的发展紧密结合，将开发出更为灵活的设计软件，通过指尖（或触摸笔）在触摸屏上的点击、滑动等动作，可以方便地实现点、线面的设计，从而实现工程师对产品的设计。在该技术的支撑下，可以随心所欲地按照自己的设计思路进行设计及修改。(2)借鉴游戏技术的发展，一方面使得所设计产品更为逼真（实时渲染技术），更加接近最终制造的产品；同时可以借鉴游戏操纵杆技术，实现更好的操作。