在数字虚拟下实施工业设计创新模式的构建形式

1.建立数字虚拟化工业设计造型要素设计模式

工业设计造型设计是产品形式的审美艺术表现。产品的形状体现了产品的使用功能、用户特点、环境特点和行业特点，同时表达了人们在满足自身物质生活的基础上追求精神世界的需求。从经济的角度来看，具有审美内涵的产品形式更容易创造产品的经济附加值。在数字技术快速发展的时代，数字虚拟技术应用于工业设计形式的设计和制造，具体内容可以通过以下方式：数字虚拟技术根据虚拟产品形式设计的模具和组装原理，如：“直线”产品形式、“曲线”产品形式、“特异性”产品形式等。通过各种产品形式设计模具和装配原理的数字模拟，再融入三维工程软件(如:PRO/E、在RHINO等。)中，在工业设计形式设计中，可以使用三维工程软件对产品形式进行参数化建模，软件中可以使用“直线”、“曲线型”、“特异性”等各种产品形式的点、线、面、体设计组织模块进行参数化的形式美设计、修改和规则验证，并结合虚拟模具和装配技术对各种产品形式进行模拟模具和装配实验。最后输出到参数化工程设计软件Rhino，或在3D打印机中形成最终数字或物理模型，便于后期工业设计、制造和加工的测试和验证。

2.建立数字虚拟化工业设计结构要素设计模式

工业设计结构设计的数字虚拟设计制造可采用数字虚拟Unity3D、在产品结构实践设计过程、技术和方法的基础上，实施虚拟三维动态分析、设计、研究和实验。在工业结构设计实践教学过程中，可以利用Unity3D或Cult3D数字虚拟软件在虚拟三维可视化空间中建立工业产品结构的虚拟数据模型，通过IGES格式虚拟数字模型的三维可视化呈现，对模型进行结构分析和实验，如：结构模型分析与实验、结构设备分析与实验、结构温度变形分析与实验、结构动力学分析与实验等，最后通过学科分析和反复试验总结，总结相关工程数据，存储数据，形成大数据模块，以图形或图像的三维可视化形式呈现。

3.建立数字虚拟化工业设计材料要素设计模式

工业设计材料涵盖金属材料、塑料材料、硅胶材料、纳米材料等形式，材料类别不同，每种材料都有自己的设计、加工、成型等特点，材料之间的设计组合和应用方法不同。在工业设计材料的设计、研发和应用过程中，数字虚拟技术可以通过以下方式实现：在VR虚拟软件平台上使用VR数字虚拟3D技术（如：Keyshot、3Dmax等。)形成三维模型信息，设计师可以通过VR虚拟软件平台提供的三维数据模型信息进行材料应用的虚拟设计和实验。例如，在塑料材料的设计、研发和应用中，利用Keyshot三维VR虚拟软件平台对塑料材料进行虚拟设计和应用。在虚拟平台系统中，在不同的空间环境、光照、形状、工艺、时间等因素下，对塑料材料的虚拟模型进行了相关的外观、数据、特性的交互性能和四维动态分析，分析了塑料材料的各种数据和属性，研究梳理了各种材料特性要素的关系，综合处理总结了相关数据，再次通过Keyshot三维VR虚拟软件平台将其虚拟应用于具体工业设计产品塑料材料的实践、实验和创新设计中。

4.建立数字虚拟化工业设计制造工艺模式

设计、制造和加工过程是实现产品从概念图纸模型向市场商品转变的重要环节之一，也是产品批量生产和实施商业市场运作和销售的重要影响因素。制造方法和加工过程的选择是否合适，决定了产品设计的最终性能效果和产品质量。借助数字虚拟技术，如：VR、AR等技术充分发挥数字虚拟技术模拟现实的特点，充分应用于各种工业设计、制造、加工的实践教学中。根据工业设计中各种生产加工工艺的要求，虚拟展示了实际生产加工一线场景及相关设备操作、工艺流程展示等环节，对复杂工业设计、制造加工、工艺进行了实验分析研究，总结了设计实施的可行性方案，大大降低了设计制造内容的难度，提高了设计制造加工实践能力培养的有效性。

5.总结

数字虚拟技术在工业设计模式创新中的应用符合科技发展理念的现代数字信息设计、制造、研发和服务理念。数字虚拟技术可以突破和改变现有的传统工业设计模式。同时，工业设计的设计过程、制造加工技术、材料分析、设计服务、产品体验等环节可以更好地解决其在人力、物力、财力、环境、安全等方面的弊端和不足，对提高工业设计研发设计、制造、体验、服务的有效性和经济性具有很高的创新实践意义。