快速原型技术在彩雕黑陶产品开发中的应用研究

论文摘要

云南民族文化是中华文化宝库中的一个重要部分,对民族文化的挖掘、继承和创新形成了当今设计潮流。整合利用设计资源,才能使民族民间文化符号与现代设计理论及方法之间搭起桥梁。将传统元素融入现代文化产品中,使设计人才在资源丰富的民族文化大省迅速成长,才能从根本上壮大民族文化产业的本土设计力量,真正实现民族文化的传承与保护,真正实现民族文化的繁荣和发展。本文的研究目标是：在开发利用并整合传统文化资源的基础之上,应用现代先进制造技术理论及方法进行不同民族文化背景和民俗符号资源的文化产品系列开发；在保护和传承云南少数民族文化基础上,对其文化符号表现形式和内在寓意进行收集、整理、归纳并赋予新的设计元素内涵；为民族产品实现创新设计奠定基础,探索民族文化产品的产业化道路,最终实现提升我省本土民族文化产品自主设计创新能力和生产途径的目的。本文在深入研究传统文化资源基础上,把快速原型技术及三维建模方式,运用于彩雕黑陶产品的研发中,进行了造型设计及三维建模研究,制作出快速成型样模和样件。主要完成的内容有：彩雕黑陶的造型设计研究。彩雕黑陶的三维建模研究。彩雕黑陶的自由曲面造型方法及造型软件二次开发探讨。彩雕黑陶的快速成型样件制作研究。彩雕黑陶系列产品的生产及其加工模式研究。首先,运用快速原型技术从民族文化产品本身的特点出发,探索符号与形体的结合特点及生成规则,解决产品从“无形”的概念形式到“有形”的产品形式问题；用优势设计理念从文化内涵及社会价值的两个方面出发,把民族文化艺术产品放在特定的社会环境中,解决民族文化艺术产品无法实现产业化的技术路径问题。其次,通过三维实体造型方法到自由曲面造型方法的逐步递进,将设计师的创意通过概念设计,在正确选用适宜三维软件的基础上,通过三维建模方式和非规则曲面建模方式建立彩雕黑陶产品的三维模型。再次,在三维建模基础上,将LOM法快速原型技术在彩雕黑陶产品上进行了初步研究应用,完成快速成型件。对LOM法快速原型工艺方法进行了初步探讨,通过产品设计应用实例分析其实际操作过程和具体措施。设计一系列实用产品,从先进制造技术角度探讨民族文化产品的工业化趋势。本课题研究意义在于将快速原型技术运用于彩雕黑陶系列产品开发研究,通过三维建模及快速成型样件的制作探讨民族文化产品的工业化发展思路,真正实现古老民族文化的保护和传承,并在新时代有所发扬光大。初步探索一条通过现代设计思想和先进制造技术结合,并生产民族文化产品样件的道路,为民族文化产品的产业化奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 彩雕黑陶产品的研究现状
• 1.2.1.1 彩雕黑陶产品开发的文化背景研究
• 1.2.1.2 彩雕黑陶产品开发的技术背景研究
• 1.2.1.3 彩雕黑陶产品开发的核心技术研究
• 1.2.1.4 彩雕黑陶产品开发的理论基础研究
• 1.2.2 快速原型技术（RP）的研究现状
• 1.2.2.1 快速原型技术的研究基础
• 1.2.2.2 快速原型技术的早期发展
• 1.2.2.3 快速原型技术的发展现状
• 1.2.3 快速原型技术的主要方法及分类
• 1.2.4 快速原型技术的优越性
• 1.2.5 快速原型技术在彩雕黑陶产品开发中的意义
• 1.3 本课题研究领域中存在的主要问题
• 1.3.1 民族文化产品的文化内涵与现代需求缺乏系统研究
• 1.3.2 传统民族文化在现代设计中的应用与结合情况
• 1.3.3 现代设计理念与快速成型技术的结合的应用情况
• 1.4 本课题主要研究内容及研究意义
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 研究意义
• 1.5 本课题采取的主要研究方法
• 1.5.1 "无形（理念）"—"有形（样件）"研究方法
• 1.5.2 三维实体造型研究方法
• 1.5.3 "个体（单件）"—"整体（批量）"研究方法
• 1.5.4 本课题研究采用的具体技术路线
• 1.6 论文整体结构
• 第二章 彩雕黑陶的造型设计研究
• 2.1 引言
• 2.2 彩雕黑陶造型设计的发展历程述源
• 2.2.1 陶器产品造型的发展历程
• 2.2.2 彩雕黑陶造型设计的溯源—尼西黑陶
• 2.3 彩雕黑陶造型设计的基本理论
• 2.3.1 彩雕黑陶造型设计目的的第一层次—功能性
• 2.3.1.1 产品功能性是美感之源
• 2.3.1.2 形式与功能匹配是产品设计的基本要求
• 2.3.1.3 先进制造技术的加入使产品设计实现飞跃
• 2.3.2 彩雕黑陶造型设计目的的第二层次—宜人性
• 2.3.3 彩雕黑陶造型设计目的的第三层次—愉悦性
• 2.3.3.1 形式的意义
• 2.3.3.2 适宜的装饰
• 2.4 彩雕黑陶造型设计的基本元素
• 2.4.1 基本形体的组合及变化
• 2.4.1.1 形体组合
• 2.4.1.2 形体变化
• 2.4.2 基本色彩在形体上的表现及变换
• 2.4.2.1 中华传统色彩表现
• 2.4.2.2 云南民族色彩表现
• 2.4.3 基本雕刻手法在形体上的表现
• 2.5 彩雕黑陶造型设计的审美内涵
• 2.5.1 材质美
• 2.5.2 器形美
• 2.5.3 雕刻加工美
• 2.5.4 色彩美
• 2.6 本章小结
• 第三章 彩雕黑陶的三维建模研究
• 3.1 引言
• 3.2 三维造型技术概况
• 3.2.1 三维造型技术发展简介
• 3.2.2 三维造型的类型及其特征
• 3.2.3 三维造型技术的应用
• 3.3 三维造型技术的常用软件
• 3.4 彩雕黑陶产品的基本造型技术思路
• 3.5 三维实体模型的计算机内部表示法、
• 3.5.1 边界表示法（B-rep）
• 3.5.2 构造实体几何法（CSG）
• 3.5.3 扫描法（Sweeping）
• 3.5.4 分解表示法（D-rep）
• 3.6 彩雕黑陶产品的三维造型方法
• 3.6.1 实用造型技术
• 3.6.1.1 参数化特征造型法
• 3.6.1.2 产品特征及其分类
• 3.6.1.3 产品造型特征的识别过程
• 3.6.2 产品的三维造型数据来源
• 3.6.3 实际造型过程中的几何驱动与尺寸驱动
• 3.6.4 彩雕黑陶产品的实际造型要点
• 3.6.4.1 造型方法与软件选择
• 3.6.4.2 造型设计的前期规划问题
• 3.6.4.3 产品造型的实用技巧
• 3.6.4.4 产品造型的基本思路
• 3.7 彩雕黑陶的三维实体造型研究
• 3.7.1 彩雕黑陶的基本体素分析及构成
• 3.7.2 彩雕黑陶的扫描法构成及构成
• 3.7.3 彩雕黑陶的特征造型分类及总结
• 3.8 本章小结
• 第四章 彩雕黑陶自由曲面造型及其特征
• 4.1 引言
• 4.2 自由曲线及自由曲面基本原理
• 4.2.1 曲线曲面的表达
• 4.2.2 自由曲线曲面的生成原理
• 4.2.2.1 Bezier曲线（贝齐尔曲线）的生成原理
• 4.2.2.2 Bezier曲面
• 4.2.3 自由曲线曲面应用
• 4.2.4 自由曲面设计的趋势及其特点
• 4.3 自由曲面造型功能
• 4.3.1 常用的自由曲面造型方法
• 4.3.1.1 直纹面
• 4.3.1.2 旋转面
• 4.3.1.3 扫掠面
• 4.3.1.4 有界曲面
• 4.3.1.5 偏置曲面
• 4.3.1.6 复制曲面
• 4.3.2 常用的自由曲面造型修改模式
• 4.4 自由曲面造型的特点
• 4.5 实际自由曲面造型的技巧
• 4.5.1 从曲面所要满足的功能角度去构造曲面
• 4.5.2 从加工角度去构造曲面
• 4.5.3 从轮廓线删繁就简后再构造曲面
• 4.5.4 从曲面的基本算法特点去构造曲面
• 4.6 彩雕黑陶产品的自由曲面结构实例
• 4.6.1 彩雕黑陶产品的自由曲面实例
• 4.6.2 彩雕黑陶产品自由曲面造型分析总结
• 4.7 彩雕黑陶纹饰雕刻造型方法及造型软件二次开发探讨
• 4.8 本章小结
• 第五章 彩雕黑陶产品的快速成型研究
• 5.1 引言
• 5.2 LOM法快速原型工艺的基本原理和特点
• 5.2.1 LOM法快速原型工艺的基本原理
• 5.2.2 LOM法快速原型技术的特点
• 5.3 LOM法快速原型技术的工艺过程
• 5.3.1 LOM法制造工艺的前处理过程
• 5.3.2 LOM法制造工艺的分层叠加过程
• 5.3.3 LOM法制造工艺的后处理过程
• 5.4 LOM法原型制作质量保证措施研究
• 5.4.1 LOM法原型的制作误差分析
• 5.4.2 提高LOM法成型件制作精度的措施
• 5.5 LOM法制造工艺后置处理中的表面涂覆
• 5.5.1 表面涂覆的重要作用
• 5.5.2 表面涂覆的工艺过程
• 5.6 LOM法在彩雕黑陶产品中的应用研究和实例
• 5.6.1 LOM法在彩雕黑陶产品开发中的意义
• 5.6.2 LOM法在彩雕黑陶产品开发中的实例
• 5.6.3 LOM原型在民族工艺产品开发中的特点分析
• 5.7 本章小结
• 第六章 彩雕黑陶产品设计资源优势分析及实例研究
• 6.1 引言
• 6.2 彩雕黑陶产品设计开发的资源优势
• 6.2.1 民族文化产品的价值分析
• 6.2.1.1 民族文化的地域环境分析
• 6.2.1.2 民族文化的人文环境分析
• 6.2.1.3 民族文化产品的社会时尚需求
• 6.2.1.4 民族文化产品的设计定位
• 6.2.2 民族文化产业的发展现状
• 6.2.2.1 文化产业的资源优势条件
• 6.2.2.2 文化产业存在的问题
• 6.3 彩雕黑陶产品的实例设计
• 6.3.1 造型设计
• 6.3.2 纹饰方案设计
• 6.3.3 色彩的设计选择
• 6.3.4 系列储物罐造型设计
• 6.4 彩雕黑陶系列产品开发分析及其工程实践总结
• 6.4.1 三维实体软件系统的技术路线
• 6.4.2 设计前期准备
• 6.4.3 产品设计过程的三维建模实际操作
• 6.4.3.1 前期准备
• 6.4.3.2 实际建模过程
• 6.4.4 STL文件的输出过程实际操作
• 6.4.5 三维模型的切片处理实际操作
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 全文研究成果与总结
• 7.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间所发表的学位论文