汽車內飾設計流程

1、汽車內飾設計流程概述 隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車制造商們越來越重視汽車車型的開發(fā)，其中汽車內飾的開發(fā)是僅次于車身的一項重要的開發(fā)內容，它除了是反映汽車內部空間的功能之外，還要讓乘客感到舒適，視覺的美觀，操縱的方便等等要求。汽車內內飾包括括儀表板板、車門門內飾、車車頂內飾飾、柱內內飾、側側圍內飾飾等內部部覆蓋件件，廣義義的還包包括方向向盤、汽汽車座椅椅、地板板墊等內內部功能能件。汽汽車內飾飾通過多多 種材材料和多多種生產產工藝而而達到不不同的效效果，一一般內飾飾的材料料多用塑塑料ABBS和改改性PPP等，還還有其他他的如皮皮革，植植絨布，泡泡沫、玻玻璃鋼等等多種復復合材料料。生產產工藝更更 是

2、多多樣化，除除了一般般的注塑塑以外，還還有如吸吸塑、吹吹塑、擠擠出、PPU發(fā)泡泡、熱壓壓、蒙皮皮、噴涂涂、電鍍鍍、焊接接等幾乎乎所有的的塑料加加工工藝藝，還有有如儀表表板先進進的搪塑塑工藝 等。一個整整車的內內飾設計計項目，首首要的是是設計效效果圖。效效果圖除除了要美美觀，風風格要和和車身相相襯，還還必須滿滿足各種種功能要要求，選選配的附附件盡量量采用現(xiàn)現(xiàn)有的或或盡量 不要改改變尺寸寸，各種種功能件件的位置置要符合合整車布布置和人人機工程程的要求求。一般般要設計計三到五五個效果果圖提供供選擇，從從中間選選擇一個個或綜合合幾個效效果圖重重新制作作一個。接下來來根據平平面效果果圖制作作油泥模模型和

3、數(shù)數(shù)據模型型，數(shù)據據模型是是運用逆逆向技術術在油泥泥模型的的基礎上上建立的的。有時時也可以以直接在在三維設設計軟件件中構建建數(shù)據模模 型，以以減少設設計成本本。在制制作模型型過程中中必須進進行人機機工程校校核，滿滿足各項項法規(guī)要要求和其其他功能能的要求求，滿足足各個選選配附件件的大小小和位置置要求，除除此之外外，還要要進行 結構分分塊，考考慮各部部件制造造工藝和和材料。滿滿足這些些條件后后，還得得考察模模型的表表面光順順性，一一般外表表面都必必須達到到A級曲曲面。完完成數(shù)據據模型后后，可以以渲染多多個角度度的效 果圖與與平面效效果圖對對比，并并進行修修改，達達到最佳佳的視覺覺效果。以上只只是一

4、個個沒有結結構的外外表面模模型，接接下來的的任務就就是各個個部件的的結構設設計。而而為了更更為直觀觀的檢驗驗安裝效效果，我我們通常常需要在在完成簡簡易安裝裝結構后后制作手手板樣件件。手板板樣件制制作和試試安裝除除了檢驗驗安裝效效果和誤誤差外，還還能優(yōu)化化結構設設計和檢檢驗部件件的制造造工藝。結構設設計是一一個比較較繁雜的的工作，需需要的周周期也是是最長的的。一般般需要注注意的問問題有：部件的的制造工工藝性，結結構的強強度，安安裝工藝藝性，部部件之間間的裝配配間 隙隙、干涉涉檢查，運運動校核核和裝配配順序等等。這項項工作是是持續(xù)改改進，逐逐步優(yōu)化化的過程程。為了了進行各各項工藝藝檢查，我我們除了

5、了檢驗數(shù)數(shù)據模型型，也對對一些結結構比較較復雜的的部件做做 第二二次手板板樣件，確確保安裝裝效果和和制造工工藝。在模具具制造過過程中，設設計人員員還應該該及時發(fā)發(fā)現(xiàn)問題題和優(yōu)化化數(shù)據模模型，只只有到試試制樣件件裝車，狀狀態(tài)達到到預期的的效果后后，并做做項目總總結，這這樣一個個成功的的內飾項項目才告告結束。在整個個設計項項目中，一一般通過過各個過過程的同同步協(xié)作作縮短開開發(fā)周期期，比如如模具前前期加工工可以在在最終數(shù)數(shù)模確定定前進行行，并保保留足夠夠的加工工余量。采用多多種檢驗驗手段，不不同的檢檢驗內容容分類檢檢查，發(fā)發(fā)現(xiàn)問題題，優(yōu)化化設計。在在設計前前考慮，設設計后再再檢查的的方式來來保證數(shù)數(shù)

6、模工藝藝質量。采用不不同設計計軟件的的優(yōu)勢，在在不同的的設計階階段提高高設計效效率和數(shù)數(shù)模質量量，并制制定設計計數(shù)模標標準和等等級。汽車內飾的的正向數(shù)數(shù)字化設設計與管管理1 什么是是正向數(shù)數(shù)字化設設計 在在介紹正正向數(shù)字字化設計計之前，有有必要先先提及“逆向工工程”，這是是在幾年年前國內內開發(fā)汽汽車零部部件的比比較時髦髦和先進進的開發(fā)發(fā)方式。將將零件定定位后，用用光學或或激光掃掃描設備備對產品品表面進進行點云云采集，然然后將經經過處理理后的點點云數(shù)據據輸人專專業(yè)的CCAD三三維設計計軟件，設設計出產產品的三三維數(shù)據據，并力力求設計計的數(shù)據據盡可能能貼合掃掃描的點點云。這這種“拷貝不不走樣”的“

7、逆向工工程”往往是是在沒有有產品三三維數(shù)據據或圖紙紙的情況況下，參參照實樣樣進行的的一種還還原性的的設計活活動，并并不是真真正意義義上的自自主開發(fā)發(fā)。 再再進一步步的“逆向工工程”是在點點云的基基礎上，或或在經過過還原設設計得到到的三維維數(shù)據的的基礎上上，對局局部的外外表面或或結構進進行差異異化或優(yōu)優(yōu)化設計計，生成成有別于于原始產產品的新新的三維維數(shù)據。這這是一種種改良性性的設計計，對于于原始產產品的依依賴性依依舊很大大。 這這兩種方方法參照照原始產產品的外外觀造型型和結構構，具有有見效快快、驗證證過程短短、制造造風險低低的優(yōu)點點，但是是致命的的缺點是是缺乏自自主創(chuàng)新新、產品品競爭力力低、容容

8、易引起起知識產產權糾紛紛。 正正向數(shù)字字化設計計是從概概念設計計開始，到到完成產產品全新新的外觀觀造型和和結構的的三維設設計的過過程，通通過借助助先進的的數(shù)字化化設計手手段（CCAD/CAMM/CAAE等），達達到自主主創(chuàng)新設設計開發(fā)發(fā)的目的的。正向向數(shù)字化化設計的的過程凝凝聚著設設計師和和工程師師方方面面面的智智慧，整整個設計計過程中中的控制制和管理理起至關關重要的的作用。 22 如何何開展正正向數(shù)字字化設計計及管理理 汽汽車內飾飾的正向向數(shù)字化化設計過過程主要要包括：概念設設計階段段、創(chuàng)建建初始外外表面數(shù)數(shù)模階段段、油泥泥模型數(shù)數(shù)控加工工、外表表面設計計以及后后期的三三維零件件設計工程檢檢

9、查/CCAE階階段（見見圖1）。對對正向數(shù)數(shù)字化設設計的管管理就是是協(xié)調控控制好各各階段工工作，確確保設計計過程有有序高效效，滿足足產品的的設計和和質量要要求。 22.1 概念設設計階段段 這這個階段段主要由由創(chuàng)意設設計師負負責，通通過構思思草圖來來表現(xiàn)自自己的設設計、意意圖。經經過一輪輪對整體體造型的的評審和和篩選后后，會產產生2-4組造造型方案案。然后后將這幾幾組方案案根據評評審提出出的要求求進行調調整和細細化，繪繪制成二二維效果果圖。經經過效果果圖的評評審后，最最終確定定造型設設計方案案。 目目前越來來越多的的年輕設設計師喜喜歡在電電腦上繪繪制效果果圖。在在計算機機繪圖軟軟件高度度發(fā)展的

10、的今天，借借助Waacomm筆和數(shù)數(shù)位板，在在電腦屏屏幕上制制作的二二維設計計效果圖圖不但能能夠同樣樣表現(xiàn)手手繪的筆筆觸等效效果，而而且可以以做到手手工表現(xiàn)現(xiàn)難以達達到的藝藝術效果果，并且且在噴繪繪、剪貼貼、修改改、復制制、縮放放、保存存等方面面更加方方便。目目前在汽汽車設計計中常用用的效果果圖繪制制軟件有有：Alliass Skketcch BBookk，Paaintter和和Phootosshopp。 從從概念設設計到完完成計算算機繪制制的設計計效果圖圖是正向向數(shù)字化化設計開開發(fā)的第第一步。這這一步是是整個正正向數(shù)字字化設計計開發(fā)過過程的靈靈魂。 22.2 創(chuàng)建初初始外表表面數(shù)模模 確確定

11、了設設計方案案后，接接著就要要將二維維效果圖圖轉化為為三維數(shù)數(shù)字化模模型。這這個階段段是承上上啟下的的關鍵一一步，它它要求數(shù)數(shù)字化設設計師理理解設計計方案，把把握好產產品形態(tài)態(tài)和相互互間的配配合關系系。由于于二維效效果圖是是平面的的，沒有有量化的的尺寸要要求，所所以在這這個階段段負責數(shù)數(shù)字化建建模的設設計師與與提供方方案的創(chuàng)創(chuàng)意設計計師之間間必須密密切配合合、互相相溝通，確確保三維維數(shù)據的的整體風風格特征征符合創(chuàng)創(chuàng)意設計計師的要要求。在在可能影影響局部部外觀的的地方，如如遇到斷斷面的形形狀、產產品的輪輪廓、特特征線的的走勢、零零件間的的斷差和和間隙等等造型方方面的問問題時，需需要征求求創(chuàng)意設設

12、計師的的意見。 從從概念設設計到創(chuàng)創(chuàng)建初始始外表面面數(shù)模的的過程是是一個塑塑造產品品空間的的造型過過程，是是從“無形到到有型”的過程程。它需需要設計計師具備備創(chuàng)意和和對美感感的把握握，又能能夠通過過工程化化的高級級曲面建建模完成成對產品品形體虛虛擬空間間的塑造造來表達達自己的的設計意意圖。創(chuàng)創(chuàng)意設計計師被鼓鼓勵掌握握Aliias等等CASS計 算算機輔助助造型）軟軟件，將將自己的的設計方方案用三三維設計計軟件表表現(xiàn)，使使其更貼貼近設計計方案所所要表達達的設計計意圖。但但是在現(xiàn)現(xiàn)實工作作中，尤尤其在汽汽車設計計領域能能將這兩兩方面的的技能掌掌握集于于一身的的人才極極少。所所以，通通常設置置創(chuàng)意設

13、設計師和和數(shù)字化化設計師師兩個不不同的設設計職能能崗位，創(chuàng)創(chuàng)意設計計師的主主要職能能是不斷斷提供好好的創(chuàng)意意，構思思新的功功能和外外觀造型型，并能能夠通過過效果圖圖表現(xiàn)自自己的構構思；而而數(shù)字化化設計師師的主要要職能是是將二維維設計方方案轉換換到三維維數(shù)字化化模型。當當今世界界汽車設設計開發(fā)發(fā)已將專專業(yè)分工工日益細細化，無無論從成成本、時時間效率率方面來來看，已已不能將將兩個設設計崗位位合而為為一。 創(chuàng)創(chuàng)建初始始三維外外表面數(shù)數(shù)模也有有不同的的階段：第一階階段是構構建主要要的型面面，反映映造型的的總體特特征，主主要目的的是提供供給結構構工程師師、CAAE工程程師做初初步的空空間總布布置分析析和

14、人機機工程校校核，如如駕控舒舒適性、駕駕駛員視視野及盲盲區(qū)、反反光等；第二階階段要反反映具體體的產品品分塊、面面的過渡渡和連接接、零件件相互之之間的落落差和間間隙，并并形成初初步的設設計公差差規(guī)定（DDTS，DDesiign Tolleraancee Sppeciificcatiion） 文件，提供給結構工程師進行產品制造的可行性分析，比如拔模斜度、產品分塊的位置是否合理、零件之間的裝配關系、運動干涉、安全間隙等校核，并且結構設計 師將據此開始產品的結構概念設計；第三階段是要將上面工程分析和校核中發(fā)現(xiàn)的問題在外表面數(shù)模上得以解決，并完成所有零件外表面的細節(jié)設計，包括零件的倒角。 在在創(chuàng)建初初始

15、外表表面數(shù)模模的過程程中，以以上每個個階段都都需經客客戶評審審，以確確保初始始數(shù)模的的三維造造型滿足足客戶的的要求。 初初始外表表面數(shù)模模還能夠夠生成三三維渲染染的效果果圖。在在汽車設設計中將將Aliias和和Mayya結合合使用，體體現(xiàn)產品品的色彩彩、材質質，在虛虛擬狀態(tài)態(tài)下直觀觀地體現(xiàn)現(xiàn)產品達達的內容容。經過過評審確確認后的的初始三三維外表表面就可可以用于于數(shù)控加加工油泥泥模型了了。的整整體風格格和造型型特征，并并與原先先的二維維效果圖圖對比，確確定是否否符合設設計方案案所要表表 考考慮到在在后面油油泥模型型凍結前前會對數(shù)數(shù)控加工工的油泥泥模型外外表面和和局部細細節(jié)進行行調整，從從縮短項項

16、目的開開發(fā)時間間考慮，對對初始外外表面數(shù)數(shù)模不要要求很高高的曲面面質量，除除主要型型面之外外，倒角角一般達達到一階階（相切切）連續(xù)續(xù)就可以以了。 22.3 油泥模模型數(shù)控控加工 以以往制作作油泥模模型主要要依靠手手工，借借助膠帶帶圖、劃劃線機和和卡板等等，通過過油泥模模型局部部的斷面面來逐漸漸完成整整個油泥泥模型的的制作，制制作周期期長、精精度差。自自90年年代中期期起，隨隨著CAAM軟件件的發(fā)展展，以數(shù)數(shù)控加工工油泥模模型代表表的油泥泥制作先先進方式式在汽車車造型設設計中被被廣泛運運用。利利用初始始外表面面數(shù)模，經經過專業(yè)業(yè)的CAAM軟件件編程，生生成三軸軸或五軸軸的刀具具加工軌軌跡（CCu

17、ttter Patth）后后，可以以直接加加工出油油泥模型型，既快快速又精精確。一一輛汽車車座艙內內飾造型型的油泥泥模型可可在一周周內加工工完成，極極大地縮縮短了設設計開發(fā)發(fā)的時間間和油泥泥模型的的制作成成本。 此此時的油油泥模型型反映的的是數(shù)據據設計的的狀態(tài)，將將初始外外表面數(shù)數(shù)模轉變變成實體體外觀模模型。參參與評審審的人員員對直觀觀的油泥泥模型提提出一些些調整建建議。經經過一輪輪或幾輪輪的調整整后，油油泥模型型的造型型和外表表面才能能正式凍凍結。 22.4 外表面面設計 油油泥模型型一經凍凍結，就就要對油油泥模型型掃描、采采集點云云數(shù)據，用用于最終終的外表表面A級級曲面設設計。在在開展最最

18、終的外外表面設設計之前前，需要要將掃描描的點云云和初始始三維外外表面數(shù)數(shù)模在相相同車身身坐標下下進行對對比，對對沒有改改動的主主要型面面繼續(xù)沿沿用。 22.4.1 外外表面設設計的原原則 汽汽車內飾飾產品的的外表面面通常要要求按AA級曲面面的標準準來設計計，在設設計過程程中總體體上遵循循下面兩兩條原則則：在可可見外表表面上，半半徑大于于3的倒倒角都需需要達到到二階（曲曲率）連連續(xù)；滿滿足DTTS要求求。 DDTS是是對設計計公差的的規(guī)定，在在汽車內內飾中主主要針對對產品的的外觀特特征、零零件之間間的段差差、間隙隙等匹配配關系進進行定義義。產品品的外表表面設計計和最終終產品裝裝配后的的狀態(tài)都都要

19、符合合DTSS規(guī)定。因因此它是是體現(xiàn)產產品外觀觀效果和和精湛工工藝的重重要因素素，并作作為產品品生命周周期內尺尺寸管理理的依據據。 DDTS應應當在創(chuàng)創(chuàng)建初始始三維外外表面數(shù)數(shù)模過程程中初步步形成，在在油泥模模型上得得到實際際體現(xiàn)，在在開始外外表面設設計之前前獲得最最終確定定和頒布布。因此此DTSS須經過過造型的的認可和和工程的的檢驗，它它是由造造型和工工程共同同確定的的。換言言之，DDTS雖雖在產品品外表面面上得以以反映，卻卻是內外外兼容的的一項系系統(tǒng)工程程。 22.4.2 外外表面的的曲面質質量檢驗驗 對對外表面面的曲面面質量檢檢驗貫穿穿于外表表面的整整個設計計過程中中。檢驗驗主要包包括以

20、下下幾個方方面： （11）工程程性能檢檢查。主主要檢查查是否滿滿足模具具制造的的要求，如如脫模方方向與拔拔模角。 （22）面的的光順性性檢查。主主要檢查查過渡曲曲面的路路徑走向向、曲面面或局部部的協(xié)調調性、局局部特征征分界面面等，目目前常用用的兩種種檢查方方法是高高光線法法和反射射線法。 （33）曲面面間連續(xù)續(xù)性檢查查。檢查查不同曲曲面之間間的連接接過渡是是否達到到內飾設設計中對對A級曲曲面的規(guī)規(guī)范要求求。 不不同的汽汽車OEEM對內內外飾產產品A級級曲面的的標準有有所不同同，因此此作為內內飾開發(fā)發(fā)供應商商應該針針對不同同客戶在在具體項項目設計計中對曲曲面質量量要求適適當區(qū)分分，并可可選用不不

21、同的設設計軟件件以達到到對A級級曲面的的精度要要求，滿滿足最佳佳的適用用效果。 22.5 正向數(shù)數(shù)字化設設計過程程中的后后期階段段 外外表面數(shù)數(shù)模設計計完成并并認可后后，整個個正向數(shù)數(shù)字化設設計過程程就完成成了800%。因因為大量量的可行行性分析析和結構構概念設設計已在在外表面面設計過過程中同同步進行行，確保保后面的的開發(fā)風風險降至至最低。后后期階段段的主要要工作是是零件設設計、工工程檢查查和設計計驗證。 （11）零件件設計。根根據外表表面數(shù)據據進行三三維零件件建模，直直到完成成所有的的零件設設計。 （22）工程程檢查。由由結構設設計師負負責零件件設計中中的工程程檢查，檢檢查的主主要范圍圍有：

22、 零部件件空間布布置：如如有效儲儲物空間間，煙缸缸、杯托托大小，內內部零部部件之間間的安全全間隙等等； 匹配狀狀態(tài)控制制檢查：如零件件公差、公公差累積積、定位位方式、可可見分型型線等； 零部件件強度、振振動及噪噪聲控制制檢查：如零件件結構的的合理性性、緊固固點布置置和緊固固方式等等； 裝配可可行性：如裝配配順序、裝裝配干涉涉、空間間要求、輔輔助工裝裝信息等等； 制造工工藝可行行性：如如基本壁壁厚、最最小壁厚厚、表面面縮痕、最最小拔模模角、可可見分型型線等。 （33）設計計驗證：包括CCAE模模擬分析析和樣件件驗證。汽汽車內飾飾的CAAE模擬擬分析主主要包括括： 人機工工程分析析：專門門用于汽汽

23、車內飾飾設計的的人機工工程分析析軟件GGENPPAD，它它充分考考慮了諸諸如可觸觸及區(qū)域域、駕駛駛情況下下的視野野及反射射區(qū)域、汽汽車儀表表被方向向盤遮擋擋范圍、出出風口位位置、膝膝蓋安全全區(qū)域及及頭部沖沖擊等各各項因素素，它可可以迅速速、準確確地得到到人們在在駕駛狀狀態(tài)下五五十多項項的人機機工程分分析結果果； 模態(tài)分分析：用用于迅速速找到產產品的薄薄弱之處處； 靜力分分析：提提供包括括對線性性、非線線性、屈屈曲等問問題在內內的各種種分析； 頻率響響應分析析：模擬擬產品在在汽車顛顛簸過程程中剛度度和強度度的表現(xiàn)現(xiàn)； 熱載荷荷分析：模擬產產品在光光照等熱熱載荷作作用下的的產品變變形和受受力情況況； 空調及及風道的的流動分分析：通通過對空空調系統(tǒng)統(tǒng)內部的的流場分分析模擬擬氣流在在不同管管道中的的分配、熱熱傳導和和流動阻阻力； 除冰分分析：模模擬前除除霜風管管對擋風風玻璃的的除冰效效果，從從而判斷斷其是否否達到相相應的法法規(guī)要求求； 碰撞分分析：模模擬在碰碰撞發(fā)生生時對駕駕駛