工业产品设计中常用的手板模型制作方法

Jun 04,21

工业产品设计中常用的手板制作方法

“手板”属于地方性行业用语，专业术语称之为：样件、验证件、样板、等比例模型等等。手板在不同的地方亦称为首板（广东叫法）。通俗点讲，产品在定型前少量制造的验证样件。
刚设计完成产品一般不能做到很完美，甚至无法使用，直接生产一旦有缺陷将全部报废，大大浪费人力物力和时间。

所以，通常刚研发或设计完成的产品均需要做手板（prototype），需要模具生产的产品，通常会根据产品外观图纸或结构图纸先做出一个或几个，用来检查外观或结构合理性的功能样板。

手板就是在没有开模具的前提下，验证产品可行性的。手板一般情况是少数的样品，制作周期短，损耗人力物力少，很快地找出产品设计的不足进而改善，为产品定型量产提供充足的依据。

制作手板的方式有很多种，不同的工艺各有优缺点。
1、泥雕
用油泥手工雕刻成一个立体产品称之为泥雕，在工业制造初期没有自动化设备时，做手板都是用泥雕雕刻成型。

泥雕所采用的材料是硬油泥，一般是采用人工雕刻的方法进行。雕刻师根据产品的设计概念或参照设计图片，利用油泥堆砌和雕刻，最后得到产品外观的油泥模型。

要想得到一个高质量的外观模型，对于雕刻师的美感和艺术触觉要求都比较高，所以成本相对更高。

CNC精雕机加工

数控雕刻机加工是比较传统的手板制作工艺
CNC雕刻机加工是比较传统的手板制作工艺，擅长小刀具精加工，具备铣削、磨削、钻孔和高速攻丝的能力，被广泛应用于3C行业、模具行业、医疗行业等多个领域。

CNC精雕机加工工艺生产出的手板，能非常精确的反映图纸所表达的信息，而且手板表面质量高，尤其在其完成表面喷涂和丝印后，甚至比开模后生产出来的产品还要光彩照人。

CNC加工方式适合材料韧性要求高、产品大、精度高的产品。适合材料包括有机玻璃、树脂、木头、金属（包括铜、铝、硬度小于HRC40的软钢）等。
制作手板的CNC设备多数是3轴机器，一些结构复杂的工件需要拆分开加工再手工拼接起来，因为3轴机单次只能加工一个面。
3、3D打印成型
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

3D打印存在着许多不同的技术，它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。

3D打印常用材料有树脂、尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、不锈钢、铝材料、钛合金、镀银、镀金、石膏材料、橡胶类材料等。

3D打印成本低（材料利用率高）、周期快、操作简单、精度高，不限产品结构的复杂程度，都可以一体成型。这种成型方式最受青睐，它是传统加工方式的一种重要补充而不是替代。