工程师指南:CAD和产品设计的复兴
微凌动态
2025-11-28


 

是什么在助力这场新运动?


设计的复兴已然开始,CAD系统需要跟上步伐。新技术正在让产品开发和每个步骤更上一层楼,包括工程师如何开发设计,到评审过程,甚至模型验证。
 

这些技术包括:
> 基于模型的定义
> 创成式设计
> 仿真
> 复合材料设计与制造
> 增材制造
> 增强现实


以下内容将更好地带您了解突破性技术如何推动这场复兴,以及如何将这些令人兴奋的一项或多项功能集成到您自己的产品开发流程中。


 

基于模型的定义


已经证明,在2D图纸中纳入重要信息非常麻烦。随着3D模型不断发展,旧图纸已经过时。让问题变得更复杂的是,工程师可能以不同方式交流公差、材料及其他关键数据。

这正是基于模型的定义 (MBD) 的用武之地。它允许设计师向 3D 模型添加详细的注释,而这些模型以前是用 2D 图纸的形式来表示的。任何可以访问数字文件的人也可以访问新版的修订内容。这个“单一数据来源”形成了企业的数字化转型基础。
 

在这个用 Creo 创建的模型中,注释与 3D 模型始终在一起。


作为 CAD 系统的一部分,MBD 可帮助设计师添加产品制造信息 (PMI) 和几何尺寸以及公差 (GD&T) 数据。更重要的是,较新的 MBD 技术可确保这些数据符合最新的 ASME 和 ISO 技术标准要求。
 

 

创成式设计


AI 驱动的 Creo Generative Design 可以帮助您实现企业的数字化转型。创成式设计会根据您的约束和要求(包括材料和制造流程)自动交付解决方案。

Creo 创成式拓扑优化 (GTO) 扩展包和基于云的创成式设计扩展包 (GDX) 将创成式设计的强大功能带到您的工作中。
 

从销售到工程,再到制造和服务部门无不受益匪浅。通过完全在 Creo 环境中快速探索创新的 CAD 模型,提高工程设计生产力,缩短产品上市时间。


Creo 创成式设计支持参数化更改,支持交互式流程。经验丰富的工程师和初级工程师都将受益,因为创成式设计有助于验证假设,提供高品质、更低成本、容易制造的解决方案。
 

 

仿真


 

几十年来,工程师在做出所有重要的设计决策后,都要将其工作成果交给分析师进行分析。这可能需要一两天,有时甚至一周的时间,但最终,专家将仿真结果返给工程师,然后工程师对模型进行修改并将其再发给分析师。依此类推。
 

≫ 仿真驱动的设计改变了这一范式。
 

Creo Simulation Live 将 Ansys 的实时仿真技术置于参数化建模器中,设计工程师可以使用该建模器来指导他们制定设计决策。


仿真驱动的设计将快速热、结构和模态分析工具直接集成到 CAD 环境中。该技术易于使用,专为设计工程师构建,所以他们可以使用仿真来推动其设计不断发展。这意味着设计工程师可以尝试创新的想法,并在几秒内看到结果,而不是几天。

如果您需要高保真、高精度的仿真工具,Creo Ansys Simulation 解决方案包含了嵌入式 Ansys 求解器,可用于在投入生产前分析和验证设计性能。


 

复合材料设计与制造


 

复合材料以其优异的强度重量比、耐腐蚀性和定制的机械性能而闻名,使其在航空航天、汽车、能源和运动器材等行业中变得不可或缺。设计者可以创建具有自定义属性的复合材料,增强结构完整性并减轻重量。复合材料使设计师能够显著提高创新能力和效率。

Creo 通过高级复合材料结构设计提供市场领先的保真度和精度,其创新工具可让工程师高效设计、仿真和制造复合材料备件。借助业界领先的全新工具,Creo 可提供全球更稳健、可扩展的复合材料结构设计功能。


 

增材制造

随着最近人们对增材制造的关注,很容易忘记 CAD 扮演的角色。为了确保打造一款成功的实体产品,CAD 供应商需与各种流行的平台合作。您可以直接利用设计来打印产品,不需要中间步骤。
 


CAD 方面的进展可进一步帮助我们完成增材制造设计任务。它可以帮助优化打印库中各装配件的布局,甚至指定构建方向(对于那些关心减少支撑结构、使用材料和打印时间的人来说尤其有用)。全新的 CAD 系统进一步帮助我们优化、验证和打印诸如聚合物和金属等模型。
 

亮点远不止于此。
 

由于增材制造不受传统制造方法的限制,所以它可使用您可能从未想过的设计来打印备件。例如,为何不用晶格代替实心的物体,从而降低产品重量并节省材料成本呢?您甚至可以根据仿真结果来调整晶格结构。
 


 

使用 Creo,您可以轻松连接到许多台打印机和在线打印服务商。Creo 增材制造扩展包 (AMX) 支持晶格创建和优化。Additive Manufacturing Advanced Extension for Materialise (AMX Advanced) 允许您直接连接到Materialise 库中的金属打印机,并使用 Materialise Magics 自动生成金属支撑结构。


 

增强现实


 

在(相对)较小的屏幕上设计产品的问题在于,您无法一直预测产品在现实生活中如何工作。而安全地分享设计又可能会出现问题。但增强现实 (AR) 改变了这一切。借助这项技术,可以大规模地将 3D 模型放在真实场景中进行体验。更重要的是,它为工程师提供了一种有效的方式来共享设计信息,并与同事、供应商、客户和制造合作伙伴安全地进行协作。
 

Creo AR Design Share 用于在工程师围绕飞机走动时显示喷气式飞机内部的大型机械装置。注意,即使是传感器接收到信息,比如温度,也会被投射到数字 AR 图像上。


值得注意的是,今天的 CAD 软件可在几秒钟内利用 3D 模型提供 AR 体验,节省数小时的工作时间。借助云中的安全保障机制,AR 可在不泄露 IP 的情况下按比例演示您的成果,完成全方位设计评审。由于产品接收方单击按钮就能轻松启动您的 AR 模型,所以您可以与任何地方的团队成员和利益相关方进行协作。有些 CAD 系统甚至可以生成混合现实模型以及在移动设备上查看模型。


 

大型装配和并行工程


 

设计工程师要处理所有的事情,包括基本的设计到复杂产品构思中成千上万个零件。这就是为什么 CAD 系统现在提供了封装和收缩包络方法,它可以简化与当前工作无关的子组件和备件。通过实现备件“轻量化”,减少了设计师的工作量并缩短了响应时间。简言之,他们花更少的时间等待,用更多的时间专注于自己的工作。
 

对于这种利用 Creo 处理的大型火车发动机设计总成,骨架模型可以定义设计意图和产品结构。骨架中的主几何体定义允许多个设计师同时处理细节。


Creo 现在还包含高级装配功能,以支持自顶向下的设计和并行工程,如骨架模型和数据共享。主设计意图发生变化时,各个子组件将进行相应的调整。拥有这些 CAD 功能的团队可以在装配中实现并行设计,从而提高生产力,大幅缩短产品上市时间。



集成的 CAD、CAE 和 CAM


CAD 应用程序现在可以包含计算机辅助设计、工程和制造等本机集成模块。无需重新创建或重新转换数据。像 Creo 这样的 CAD 软件可以与设计工程师所需的所有其他工具和添加项无缝协作。所有方面都是集成的,就像一根数字主线在整个设计环境中将所有方面编织在一起一样。

Creo 拥有强大的、综合性的制造功能,同时适合于增材和减材制造。您的模型可能涉及 5 轴铣削、车削、EDM、钣金件切割或顺序冲模。Creo 可以轻松处理所有这些操作,帮助将您的设计转变为现实。


 

无缝多样化 CAD

仅仅因为您喜欢自己的 CAD 系统,并不意味着您的供应商会使用它。或者您的客户也使用。或者您的公司刚刚收购的初创公司也使用。由于这些以及许多其他原因,设计工程师经常会遇到非本机 CAD 文件,而这只是工作的一小部分。
 


好消息是,最近的技术进步可大幅减轻您将外部文件集成到指定 CAD 系统中的负担。诸如 Creo 的 Unite 技术等新技术让您能够无缝衔接 CAD 文件的导入、打开、修复、更新和保存。您甚至不需要这些系统的许可证就能使用这些文件。

更重要的是,这种相同的功能使公司能够轻松地将文件整合到单个 CAD 解决方案中,节省了资金和培训时间。无论文件格式如何,现在都可以与供应商、合作伙伴,甚至其他团队轻松进行协作。


 

产品数据管理


在数据管理系统普及之前,工程师可能要浪费 25% 的时间寻找或重新创建各种备件。产品数据管理 (PDM) 和产品生命周期管理 (PLM) 解决方案(如 Windchill)可帮助公司管理、分享和审查多样化 CAD 和产品数据。

Windchill 甚至可以管理云中或本地部署的数据。利用专用的协作空间在公司内部或与供应商和外部合作伙伴通力协作。在不同设计之间轻松地重用各种备件,节省设计时间。

Windchill 可实现物料清单 (BOM) 的数字化转型,使其成为一种通用、统一的工具,可查看所有的产品数据。这就形成了一条绵延始终的数字主线,使数据流能够连续不断的从上游抵达工程设计,再继续前往下游。
 

 

Creo 是一款可帮助您加速产品创新,从而更快打造更优产品的 3D CAD 解决方案。易于学习的 Creo 使用基于模型的方法,让您从产品设计的初始阶段无缝过渡到制造及后续阶段。Creo 将强大、成熟的功能与创成式设计、实时仿真、先进制造、IIoT 和增强现实等新技术相结合,帮助您更快地迭代、降低成本和提高产品质量。产品开发领域瞬息万变,Creo 提供了建立竞争优势以及赢得市场份额所需的变革性功能。


 

 

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